Prévia do material em texto
ENSINO A DISTÂNCIA TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE Copyright © 2021 by Editora Faculdade Avantis. Direitos de publicação reservados à Editora Faculdade Avantis e ao Centro Universitário Avantis – UNIAVAN. Av. Marginal Leste, 3600, Bloco 1. 88339-125 – Balneário Camboriú – SC. editora@avantis.edu.br Depósito legal na Biblioteca Nacional, conforme Lei nº 10.994, de 14 de dezembro de 2010. Nenhuma parte pode ser reproduzida, transmitida ou duplicada sem o consentimento da Editora, por escrito. O Código Penal brasileiro determina, no art. 184, “dos crimes contra a propriedade intelectual”. Projeto gráfico e diagramação: Ana Lúcia Dal Pizzol Ficha catalográfica elaborada na fonte pela Biblioteca do Centro Universitário Avantis - UNIAVAN Maria Helena Mafioletti Sampaio CRB 14 – 276 CDD 21ª ed. 340.77 – Toxicologia químico-legal. Costa, Celso Acácio Rodrigues de Almeida. C837t Toxicologia geral e forense. /EAD/ [Caderno pedagógico]. Celso Acácio Rodrigues de Almeida Costa. Balneário Camboriú: Faculdade Avantis, 2021. 177 p. il. Inclui Índice ISBN: 978-65-5901-146-9 ISBNe: 978-65-5901-145-2 1. Toxicologia químico-legal. 2. Toxicologia analítica e forense. 3. Toxicocinética e Toxicodinâmica. 4. Agentes tóxicos - Características. 5. Toxicologia analítica e forense – Ensino a Distância. I. Centro Universitário Avantis - UNIAVAN. II. Título. PLANO DE ESTUDOS OBJETIVOS DA DISCIPLINA • Proporcionar aos alunos conhecimentos teóricos sobre os aspectos gerais e especiais da Toxicologia e de seus ramos. • Oferecer conhecimentos fundamentais, relacionados às suas áreas de aplicação. • Compreender os processos que permeiam os mecanismos e os efeitos dos agentes tóxicos, bem como a avaliação de sua toxicidade, prevenção e terapia em diferentes áreas (Ocupacional, Ambiental, Social, Medicamentos, Alimentos, Forense e Analítica). • Introduzir os princípios e conceitos gerais da Toxicologia. • Conhecer o conceito de intoxicação, os fatores que o determinam, bem como suas fases. • Abordar os fatores que refletem na toxicidade dos agentes tóxicos, por meio do entendimento dos princípios de Toxicocinética (absorção, distribuição, metabolismo e excreção) e Toxicodinâmica. • Entender as principais classes de agentes tóxicos (solventes, vapores, hidrocarbonetos, ácidos, bases, plantas, fungos, algas, toxinas de animais peçonhentos, metais pesados, medicamentos e drogas de abuso) e suas características gerais. • Reconhecer alguns sinais e sintomas referentes às intoxicações, além das possibilidades de exames diagnósticos e tratamentos associados. • Estudar materiais radioativos, agrotóxicos, toxicologia ambiental e dos alimentos), a Toxicologia Analítica e Forense. O PAPEL DA DISCIPLINA PARA A FORMAÇÃO DO ESTUDANTE A Toxicologia é uma ciência multidisciplinar que envolve especialistas das mais diferentes formações profissionais. Ela tem a função de identificar e quantificar os efeitos adversos, relacionados à exposição a diversos tipos de agentes tóxicos. Além disso, visa descobrir os mecanismos subjacentes aos agravos à saúde, causados por uma infinidade de agentes tóxicos (químicos, físicos ou biológicos). Enquanto ciência, a Toxicologia permite a avaliação dos riscos provenientes da exposição de humanos, de animais e do meio ambiente como um todo a produtos químicos industriais, produtos (fito)farmacêuticos, biocidas (agente que tem ação letal sobre algum organismo vivo), medicamentos e dispositivos médicos e bens de consumo, incluindo alimentos, cosméticos e produtos gerais. As recomendações para a proteção dos trabalhadores, consumidores e meio ambiente são derivadas de investigações científicas e avaliações das propriedades tóxicas destas substâncias. Ela também se apresenta como uma ciência translacional, a qual usa os preceitos das ciências básicas e clínicas, para resolver os problemas referentes aos agentes tóxicos. Os toxicologistas são as pessoas que pensam, buscam as respostas e oferecem as soluções. Fato é que ela sempre precisará de melhorias constantes e implementação de novas abordagens metodológicas. Desta forma, um alto nível de conhecimento e de desenvolvimento de pesquisa científica em Toxicologia, é um dos pré-requisitos para avaliar os riscos emergentes nos processos de desenvolvimento de fármacos, produtos químicos e materiais gerais. Já refletindo o âmbito do desenvolvimento sustentável, a inovação de produtos e agentes diversos não pode ser realizada sem pesquisa apropriada e inovadora. Para tal, você, futuro profissional da área da saúde, deverá conhecer os aspectos básicos desta grande área, para, então, discutir, implementar, desenvolver ou refinar algum conhecimento ou técnica existente, podendo melhorar a avaliação dos riscos para a saúde humana, por exemplo. O sucesso, no entanto, dependerá da colaboração interdisciplinar, uma vez que estas abordagens requerem uma ampla gama de conhecimentos em diferentes áreas básicas. O estudo e a pesquisa toxicológica em nível universitário precisam ser cada vez mais fortalecidos, e a disciplina deverá ser apoiada pelas autoridades responsáveis pelo meio ambiente e pela saúde dos consumidores e trabalhadores. Mesmo as autoridades responsáveis pelo desenvolvimento econômico precisam estar interessadas em uma ciência toxicológica sólida, como base para produtos inovadores e sustentáveis. Assim, a disciplina de Toxicologia Geral e Forense demonstrará que, em análises toxicológicas, com finalidade analítica ou forense, especialmente nas análises realizadas em fluídos biológicos, é imprescindível que os laboratórios tenham profissionais bem formados à disposição, além de métodos analíticos simples e inequívocos, tendo em vista que os resultados obtidos deverão contribuir para a confirmação, ou não, do agente em análise. PROFESSOR APRESENTAÇÃO DO AUTOR CELSO ACÁCIO RODRIGUES DE ALMEIDA COSTA Graduado em Ciências Biológicas - Modalidade Médica, pela Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho” (UNESP), em 2004. Mestre (2007) e Doutor (2011) em Ciências Biológicas – Área de Farmacologia, pela mesma Instituição. Realizou estágio de Pós-doutoramento com bolsa FAPESP (Fundação em Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo), também na Área de Farmacologia (Produtos Naturais), no Laboratório de Fitomedicamentos, Farmacologia e Biotecnologia (FitoFarmaTec) do Instituto de Biociências da UNESP - Campus de Botucatu, no período de 2011 a 2015. Atualmente, está se especializando em Neurociência da Aprendizagem (2021-2022). Tem experiência na área de Farmacologia, com ênfase em Produtos Naturais, Farmacologia Geral, Psicofarmacologia, Farmacologia do Trato Gastrointestinal, Etnofarmacologia e Neurociências, além das análises toxicológicas e Ciências de animais de laboratório, com formação profissional realizada nesta última área nas Universidades do Porto (UP - Portugal) e Buenos Aires (UBA - Argentina) - categorias B e C da FELASA (Federation of European Laboratory Animal Science Associations). Lattes: http://lattes.cnpq.br/4114635914393445 SUMÁRIO UNIDADE 1 - INTRODUÇÃO À TOXICOLOGIA .............................................................................................11 INTRODUÇÃO À UNIDADE ......................................................................................................................................12 1.1 HISTÓRICO ..................................................................................................................................................................12 1.2 PRINCÍPIOS E CONCEITOS ...............................................................................................................................envolvidos; conhecer os tipos e caracterizar os mecanismos de transporte de moléculas através das membranas; citar as principais vias de absorção, discutindo os fatores determinantes; conceituar eliminação pré-sistêmica ou metabolismo de primeira passagem; conhecer os principais fatores que determinam a distribuição das substâncias e as principais barreiras anatômicas relacionadas a este processo; explicar as fases e reações do metabolismo, além das principais vias e características de eliminação de xenobióticos, diferenciando as cinéticas de eliminação; conceituar Toxicodinâmica, listando os mecanismos gerais de ação; e entender a correlação existente entre Toxicocinética - Toxicodinâmica, definindo dose e descritores de dose. 45 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE 2.1 TOXICOCINÉTICA A Toxicocinética é essencialmente o estudo de “como uma substância entra, e o que acontece com ela, nos organismos”. Antes deste termo ser usado, o estudo da cinética (movimento) de produtos químicos foi originalmente conduzido com produtos farmacêuticos, e a palavra farmacocinética tornou-se comumente utilizada. Da mesma forma, em paralelo, estudos de toxicologia foram inicialmente conduzidos com uma série de agentes tóxicos, surgindo, por analogia, o termo Toxicocinética. A Toxicocinética estuda, portanto, o que o corpo faz com o agente tóxico. Ela diz respeito à quantificação, ao longo do tempo, de agentes tóxicos no corpo, por meio da medida dos processos de absorção, distribuição, metabolismo e eliminação, ou depuração ou excreção do toxicante. Dito de outra forma, este é o estudo de como o corpo maneja o agente tóxico ao longo do tempo, em função da concentração plasmática. As explicações da Toxicocinética envolvidas na absorção, distribuição, metabolismo e processos de eliminação fazem parte de um ramo altamente especializado da toxicologia. Mais do que isso, os estudos são essenciais para fornecer informações sobre o destino do xenobiótico, após a exposição por uma via de contato definida. Estas informações são essenciais se quisermos, de forma adequada, interpretar a relação dose-resposta no processo de avaliação de risco. Imediatamente ao entrar no corpo, um agente tóxico começa a mudar de localização, de concentração ou mesmo de identidade química. Ele pode ser transportado de forma independente por vários componentes (atravessando barreiras celulares), até chegar ao sistema circulatório e ser absorvido por vários tecidos, ou até ser armazenado; o composto químico pode efetuar sua ação, ser detoxificado2 ou bioativado, sendo que tanto o composto original quanto o(s) seu(s) metabólito(s) pode(m) reagir com os constituintes do corpo. Por fim, o composto original (in natura) ou seus subprodutos serão eliminados. 2 Detoxificação: biotransformações que eliminam o toxicante, ou previnem sua formação. 46 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE ATENÇÃO! Cada um dos processos (absorção, distribuição, metabolismo e eliminação dos agentes tóxicos) pode ser descrito por uma série de fatores e constantes, como veremos ao longo desta Unidade 2. Além disso, é possível quantificar este movimento das substâncias, por meio de modelos ma- temáticos. Cabe aqui a principal constatação, e que precisa estar muito clara a você: todos estes processos ocorrem simultaneamente e estão inter-relacionados. Assim, em nenhum momento, a situação é estável, mas está em constante mudança, conforme indicado na Figura 6. Figura 6 - Sequência de Eventos após a Exposição do Organismo ao Agente Tóxico. Fonte: Elaborada pelo autor (2021). Durante os processos de absorção, distribuição e eliminação, o agente tóxico encontrará várias membranas celulares, antes de interagir com o tecido alvo. Cada etapa destes processos envolverá a translocação do produto químico, através de várias membranas barreiras: da pele ou mucosa, das membranas capilares e através das membranas celulares e organelas. Essas barreiras de membrana variam das áreas relativamente espessas da pele às membranas pulmonares (alveolares) mais finas. Em todos os casos, no entanto, as membranas de tecidos, células e organelas celulares são relativamente semelhantes, e 47 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE sua estrutura pode ser visualizada na Figura 7. A complexidade intrínseca da membrana, inicialmente proposta por Nicholson e Singer, em 1972, ganhou o famoso nome de “mosaico fluido”, mostrando que ela apresenta uma região molecular chamada de região hidrofílica (voltada para fora da camada), que interage com a água; e uma cauda apolar ou hidrofóbica (formada pela cadeia de hidrocarboneto de ácidos graxos, voltada para o interior da bicamada) que repele a água, interagindo mais com substâncias lipídicas (gordurosas). A isso se dá o nome de característica anfipática ou anfifílica, sendo justamente esta natureza, que cria uma barreira para substâncias ionizadas e altamente polares (ou seja, hidrofílicas), embora não as exclua completamente do movimento através da membrana. Figura 7 - Estrutura da Membrana Celular. Fonte: Shutterstock (2021). A maior parte das proteínas de membrana são glicoproteínas (proteínas com porções de carboidratos ligados). Lembre-se de que a membrana celular é fluida, não é rígida. As proteínas e os fosfolipídeos de membrana possuem movimento, inclusive passando de uma das metades da bicamada da membrana para a outra metade. Essas proteínas podem ser periféricas (não penetram na membrana) ou integrais (atravessam a membrana). Elas atuam como proteínas transportadoras, receptores de membrana, favorecem a adesão de células, servem de pontos de ancoragem do citoesqueleto etc. A bicamada apresenta glicolipídeos (lipídeos ligados a carboidratos), colesterol, água, eletrólitos/íons e ATP, principalmente. Assim, a membrana plasmática, presente em todos os tipos celulares e organelas, 48 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE é uma estrutura formada por diferentes elementos, cuja principal propriedade é a permeabilidade seletiva. Esta permeabilidade consiste na capacidade de selecionar, não somente quais substâncias entram, mas aquelas que também podem sair do interior das células. Tal fenômeno ocorrerá por meio de mecanismos de transporte específicos. Portanto, o chamado “transporte através da membrana” é vital para o bom funcionamento do organismo e, consequentemente, terá um papel fundamental no entendimento de como os agentes tóxicos exercerão seus efeitos. É importante notar que as distinções entre as membranas, como a presença de diferentes tipos e quantidades de lipídios, diferenças no tamanho e na forma das proteínas, ou características físicas de ligação, podem causar alterações na permeabilidade entre as membranas. Acredita-se que as diferenças bioquímicas e biofísicas sejam responsáveis por modificar a permeabilidade nas diferentes regiões anatômicas do corpo. No geral, existem quatro maneiras principais, pelas quais pequenas moléculas cruzam as membranas biológicas: • Difusão Passiva: é considerada a simples difusão pela membrana plasmática. • Filtração: é a difusão por meio de um poro aquoso ou através de espaços paracelulares. • Transporte Especializado: diz respeito ao transporte de uma substância combinada com uma molécula carreadora, a qual atua como um transportador. Este tipo de transporte pode ser subdivido em: Difusão facilitada, Transporte ativo e Difusão por troca. • Endocitose: é o transporte de moléculas proteicas grandes ou peptídeos. A membrana da célula se invagina, estrangulando-se, em seguida, para largar o material englobado dentro de um vacúolo de membrana no interior da célula. Este processo se subdivide em: 9 Pinocitose para líquidos: processo onde ocorre a formação dos vacúolos pinocíticos e parece ser um processo ativo. É de especial importância em toxicologia para substâncias líquidas e muito potentes. 49 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE SUGESTÃO DE VÍDEO A Pinocitose é o método pelo qualuma célula absorve pequenas partículas de fora da célula e as traz para dentro. A palavra Pinocitose vem do grego “pī́nein”, que significa “beber”. Durante este processo, a célula envolve as partículas e, então, “arranca” parte de sua membrana, para envolver as partículas dentro de vesículas, as quais são pequenas esferas desta membrana. Quer ver como ocorre o processo de Pinocitose? Veja a animação, acessível no link abaixo: https://www.youtube.com/watch?v=wT6R4y0MUqo&ab_channel=MedicalAnimations. 9 Fagocitose para sólidos: ocorre a formação dos vacúolos fagocíticos. A filtração e a endocitose são transportes menos comuns, os quais serão exemplificados em momento oportuno. Por sua vez, a difusão passiva e o transporte especializado necessitarão de uma abordagem detalhada. A maioria dos agentes tóxicos passa através das membranas por difusão passiva simples, a favor de um gradiente de concentração (do mais concentrado para o menos). A força motriz é o próprio gradiente, ou seja, a diferença de concentração entre o meio externo e interno. Este processo de difusão pode continuar até o equilíbrio (chamado de estado estacionário), embora, na realidade, haja sempre movimento. Eventualmente, a concentração de agentes tóxicos não ionizados ou livres será a mesma em ambos os lados da membrana. Observe que, nesta situação, não há competição de moléculas, e o processo não é considerado saturável. Para se quantificar a taxa, na qual um agente tóxico pode ser transportado por difusão passiva, é utilizada a Lei da Difusão de Fick, representada pela seguinte equação: Taxa de difusão = ([D x Sa x Pc] / d) x (C H -C L ) Onde: D é o coeficiente de difusão; Sa é a área de superfície da membrana, Pc é o coeficiente de partição, d é a espessura da membrana e CH e CL são as concentrações em ambos os lados da membrana (concentração mais alta e baixa, respectivamente). A primeira parte desta equação (D x Pc / d) representa o coeficiente de permeabilidade do agente tóxico. A permeabilidade expressa a facilidade de penetração de um produto https://www.youtube.com/watch?v=wT6R4y0MUqo&ab_channel=MedicalAnimations 50 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE químico e tem unidade de velocidade, ou seja, distância/tempo (cm/h). A solubilidade na bicamada lipídica é um fator importante, e quanto maior o coeficiente de partição (CO/A, também conhecido como coeficiente de partição óleo/água3), maior a concentração na membrana e maior a taxa de difusão através da membrana. Já para agentes tóxicos ionizados, a concentração de estado estacionário dependerá das diferenças de pH através da membrana. A maioria das membranas é relativamente permeável à água por difusão ou por fluxo, o que resulta de diferenças hidrostáticas ou osmóticas através da membrana. O grande fluxo de água também pode carregar consigo pequenas moléculas solúveis em água, como íons inorgânicos. SUGESTÃO DE VÍDEO Assista à animação dos vários tipos de transporte através da membrana plas- mática. Acesse o link: https://www.youtube.com/watch?v=4IF8XhkiYPc&ab_channel=BiologiaCelu- lareMolecularNF. As seguintes propriedades físico-químicas são importantes para a difusão química e, consequentemente, para taxa de transporte de agentes tóxicos através membranas. 1- Tamanho e forma molecular. 2- Solubilidade no local de absorção. 3- Grau de ionização. 4- Solubilidade lipídica relativa das formas ionizadas e não ionizadas. Dentre os itens apresentados, o grau de ionização (3), guarda forte relação com a solubilidade (2 e 4), e merecerá uma abordagem pormenorizada. De forma geral, os toxicantes podem ser categorizados em ionizáveis e não ionizáveis. Muitos agentes tóxicos são ácidos ou bases fracas e podem existir em solução, como uma mistura de formas ionizadas e não ionizadas. Assim, segundo a Lei de Brönsted, 3 O CO/A pode ser definido pela razão entre a concentração da substância na fase orgânica (óleo) e a concentração na fase aquosa (A) em um sistema de dois compartimentos sob condições de equilíbrio. https://www.youtube.com/watch?v=4IF8XhkiYPc&ab_channel=BiologiaCelulareMolecularNF https://www.youtube.com/watch?v=4IF8XhkiYPc&ab_channel=BiologiaCelulareMolecularNF 51 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE os ácidos são caracterizados como doadores de prótons, e as bases como receptores de prótons. Por exemplo, um ácido fraco (AH), em solução aquosa, tem a seguinte equação de dissolução: Ácido fraco / forma molecular (não ionizada) próton H+ base conjugada/forma ionizada Analogamente, de acordo com Brönsted, para as bases (B), teremos a seguinte equação de dissolução: [B] + [H+] = [BH+] Base fraca / forma molecular (não ionizada) próton H+ ácido conjugado/forma ionizada Desta forma, para qualquer eletrólito fraco considerado (ácido ou base), é de grande interesse a observação de que a fração ionizada constitui a fração hidrossolúvel do agente tóxico, enquanto a não ionizada é a fração lipossolúvel. A primeira é a responsável pela difusão por meios aquosos (plasma, líquido intersticial, meio intracelular), e a segunda, pela difusão através de meios lipídicos (gorduras, membrana celular). Os agentes tóxicos deverão, portanto, estar na forma não carregada ou não-ionizada (forma molecular), para serem transportados por difusão passiva através das membranas biológicas. Isto ocorre, porque as membranas biológicas são de natureza lipídica, sendo menos permeáveis à forma ionizada do produto químico. O pH do ambiente (por exemplo, lúmen do trato gastrointestinal e túbulos renais) pode influenciar na transferência de substâncias tóxicas que são ionizáveis, aumentando ou diminuindo a quantidade da forma não ionizada do agente tóxico. Em essência, a quantidade do agente tóxico na forma ionizada ou não ionizada dependerá do seu pKa (que corresponde ao pH em que 50% da droga é ionizada) e do pH da solução, na qual o agente tóxico se encontra. Em outras palavras: O pKa é o logaritmo negativo da constante de dissociação de um ácido ou base fraca [pKa = - log Ka], é uma característica físico-química do agente tóxico. Quando o pH da solução é igual ao pKa, então 50% do agente tóxico está na forma ionizada e 50% na forma não ionizada. 52 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE ATENÇÃO! De forma prática e resumida, podemos dizer que: substâncias ácidas ionizam- -se pouco em pH ácido (estômago, por exemplo) e, portanto, são bem absorvidas, enquanto substâncias básicas ionizam-se completamente em meio ácido, não sendo absorvi- das. As bases, na verdade, ionizam-se pouco em pH básico, sendo, então, bem absorvidas em meio básico (intestino, por exemplo). Voltando ao estudo dos tipos de transporte de membrana, entenderemos o transporte especializado, que é considerado um transporte mediado por carreadores. Este mecanismo é importante para compostos, os quais carecem de suficiente solubilidade lipídica, para mover-se rapidamente através da membrana por difusão simples. Caracteristicamente, uma proteína de membrana está envolvida neste processo. Além disso, os fenômenos de especificidade, inibição competitiva e a cinética de saturação podem ser descritos pela equação de Michaelis-Menten4. A penetração da membrana por este mecanismo é mais rápida do que a simples difusão e, no caso de transporte ativo, pode prosseguir além do ponto em que as concentrações são iguais em ambos os lados da membrana. Serão descritos, brevemente, três tipos de processos de transporte especializado: difusão passiva facilitada, transporte ativo e a difusão por troca. • Difusão Passiva Facilitada: envolve o movimento a favor de um gradiente de concentração (do mais para o menos concentrado) e sem gasto de energia. No entanto, este mecanismo, que pode ser altamente seletivo para estruturas específicas, é necessário para o transporte de compostos, cuja taxa de transporte por difusão simples seria, de outra forma, muito lento. Portanto, é de se concluir que,neste processo, a velocidade de difusão é consideravelmente maior do que na difusão simples. • Transporte Ativo: ocorre com gasto de energia e é contra o gradiente de concentração e/ou elétrico. Muitas vezes, é acoplado a enzimas produtoras de energia, por meio da hidrólise do ATP ou ligações ricas em energia, ou também 4 Na enzimologia, o modelo de Michaelis-Menten diz respeito às curvas das taxas de reação, em função da concentração de substrato em uma reação química ou bioquímica, no estado estacionário. 53 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE acoplado a transportadores de outras moléculas (por exemplo, Na+, Cl, H+), os quais geram energia, à medida que cruzam as membranas. • Difusão por Troca: é o processo no qual o complexo carreador move o substrato de uma superfície da membrana para a outra oposta e, ao liberar o substrato, reage com outra molécula, a qual é trazida à superfície original. O transporte mediado por carreadores pode ocorrer em apenas alguns locais do corpo, sendo eles: barreira hematoencefálica, membranas neuronais, plexo coroide; células tubulares renais; hepatócitos, vias biliares. Assim, agora que sabemos, de forma geral, como as substâncias atravessam as membranas, poderemos entender os 4 grandes processos da Toxicocinética, que são representados pela sigla ADME: Absorção, Distribuição, Metabolismo e Excreção. 2.1.1 Absorção As vias primárias de entrada dos agentes tóxicos no corpo humano são a via cutânea, a gastrointestinal e a respiratória, existindo numerosos métodos para estudar e entendê- las. Além disso, muitas vezes, é útil determinar quanto do toxicante realmente penetrou na barreira membrana e entrou na corrente sanguínea, o chamado processo de absorção. Isso geralmente é determinado experimentalmente para as vias de administração oral e dérmica. A chamada área sob a curva (em inglês, AUC) do perfil concentração-tempo é um parâmetro que indica a biodisponibilidade5, ou seja, faz referência à extensão e à velocidade com que o agente tóxico entra na circulação sistêmica, alcançando seu local/ sítio de ação. A AUC é determinada, dividindo/quebrando a curva em uma série de trapézios ou triângulos, o chamado método dos trapezoides (trapezoidal rule) e somando todas as áreas (aproximadas), com o auxílio de programas de computador apropriados (Figura 8). 5 O termo biodisponibilidade é usado para descrever a velocidade e quantidade de substância absorvida, a duração da sua presença nos líquidos biológicos (sangue ou linfa, por exemplo) ou tecidos, e a relação entre os níveis sanguíneos e os efeitos tóxicos. 54 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE Esta área (AUC) é diretamente proporcional à quantidade total de um agente tóxico que alcança a circulação sistêmica. Atualmente, estes programas de computador nos dão a área sobre a curva, de forma mais precisa, sem a necessidade de se dividir em pequenos trapézios/triângulos. Observe, na figura a seguir, que foram desenhados um triângulo amarelo e dois trapézios em azul e verde. O objetivo final é que os diferentes segmentos abaixo da curva vermelha sejam somados, para que se consiga, por meio da soma de todas as áreas, a chamada área sobre a curva (AUC). Figura 8 - Gráfico da concentração no sangue de um agente tóxico hipotético, em função do tempo (em horas). Fonte: Elaborada pelo autor (2021). Outro método de quantificação é monitorar a excreção das substâncias tóxicas, em vez de suas concentrações no sangue, especialmente quando as concentrações sanguíneas ou plasmáticas são muito baixas. Utilizando as mesmas ideias, a AUC agora é substituída por concentrações químicas na urina, fezes ou ar expirado. Por exemplo, alguns produtos químicos são excretados principalmente pelos rins, e os dados sobre a excreção urinária isoladamente podem ser necessários. Portanto, a taxa e a extensão da absorção são importantes para uma série de considerações toxicológicas. Por exemplo, diferentes formulações do mesmo pesticida podem apresentar alterações na taxa de absorção na pele ou trato gastrointestinal, e não na biodisponibilidade, resultando em concentrações sanguíneas tóxicas. Além disso, diferentes formulações podem apresentar taxas de absorção semelhantes, mas resultar em diferentes biodisponibilidades. O fenômeno da absorção compreende as diversas passagens dos agentes tóxicos pelas barreiras, desde o local do contato/exposição até os líquidos de distribuição do organismo (plasma/sangue ou linfa). Assim, uma série de fatores físico-químicos (já discutidos) e outras variáveis poderão influenciar a absorção dos toxicantes: 55 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE • Solubilidade. • Área da superfície de absorção. • Circulação local. • pH na região de absorção. • pKa e concentração do agente tóxico. • Interação com outras substâncias. • Dissolução do agente tóxico. A absorção dérmica ocorre através da pele, que é considerada um tecido complexo, composto por múltiplas camadas (Figura 9) e com uma grande área de superfície exposta ao ambiente. A anatomia, a fisiologia e a bioquímica da pele variam entre as espécies, dentro das espécies, e até mesmo entre regiões anatômicas distintas. Logicamente, esses fatores biológicos por si sós podem influenciar a absorção dérmica, mas o consistente é que a camada externa, conhecida como estrato córneo, pode fornecer até 80% da resistência à absorção de íons e soluções aquosas. No entanto, a pele é permeável a muitos agentes tóxicos, sendo que a exposição dérmica a pesticidas agrícolas e solventes industriais, por exemplo, pode resultar em graves problemas tóxicos sistêmicos. Figura 9 - Corte Histológico da Pele Espessa, com Epiderme, Derme e Hipoderme (400x). Fonte: Shutterstock (2021). 56 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE A primeira camada da pele, considerada o obstáculo inicial a ser vencido pelo agente tóxico, é o estrato córneo, que é composto por queratinócitos, sendo o principal responsável pela proteção. Dependendo das propriedades físico-químicas agente tóxico, a penetração ocorrerá através de duas vias: Transdérmica ou Transanexal. Na primeira, o agente penetrará por entre as células (espaço intercelular) ou por dentro delas (transcelular). Por sua vez, a via Transanexal compreende a passagem do produto pelos folículos pilosos ou através das glândulas sebáceas. Esta é considerada uma via mais rápida, já que a facilidade de penetração é maior, além do fato de o agente encontrar uma menor resistência no caminho atravessado. Após romper a primeira barreira e conseguir atravessar a epiderme, o agente deverá, então, permear pela derme, segunda camada da pele, mais profunda e pouco vascularizada. Esta é uma camada repleta de fibroblastos e fibras de colágeno e elastina. Por fim, o agente será absorvido pela hipoderme, tecido subcutâneo onde se encontram vasos sanguíneos e linfáticos. Cabe aqui um comentário: a derme e a hipoderme são menos importantes na influência da penetração e, uma vez que o agente tóxico penetre na epiderme, as outras camadas são percorridas com bastante facilidade. Cabe ressaltar que não é tarefa simples para o agente tóxico penetrar a epiderme, permear a derme e ser absorvido na hipoderme, pois o caminho é bastante sinuoso. Assim, são bastante específicos os produtos que conseguem atravessar todas estas camadas. Isso ocorre, porque a epiderme, com suas diferentes camadas (agora consideraremos as camadas mais profundas - estrato basal, espinhoso e granuloso), e a derme são consideradas camadas aquosas, em comparação com o estrato córneo. Agora, você precisa fazer uma associação importante: Quanto mais lipofílico o agente tóxico, mais provavelmente ele formará depósito no estrato córneo e será absorvido lentamente, com o tempo, levando a uma meia-vida prolongada (na sequência entenderemos o conceito de meia-vida). Existem outros fatores que podem influenciar a absorção dérmica, e eles podem incluir fatores ambientais,como fluxo de ar, temperatura e umidade. Doenças cutâneas pré-existentes e inflamação também devem ser consideradas. Além disso, variações em áreas do corpo causam diferenças apreciáveis na penetração de agentes tóxicos. A taxa de penetração ocorre na seguinte ordem, em relação às regiões corporais: escrotal > testa > axilar ≥ couro cabeludo > costas = abdômen > palmar e plantar. A absorção via trato gastrointestinal ocorre nesse grande órgão tubular e oco, revestido por uma camada de células colunares, geralmente protegido por muco, o qual oferece resistência mínima à penetração de agentes tóxicos. Deve-se reconhecer que o epitélio cornificado do esôfago impede a absorção 57 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE nesta região específica. A maior parte da absorção ocorrerá, portanto, no intestino (um órgão altamente irrigado e cheio de invaginações que aumentam a superfície de contato) e, em certa medida, no estômago, cuja principal característica é oferecer um ambiente extremamente ácido. Pode haver absorção bucal e retal em circunstâncias especiais. Observe, também, que as secreções do ducto lacrimal, das glândulas salivares e as passagens nasais podem entrar pela cavidade bucal e, portanto, acessar o trato gastrintestinal. A motilidade do trato gastrointestinal tem um efeito significativo na absorção de um agente tóxico. Por exemplo, movimento excessivamente rápido do conteúdo intestinal pode reduzir a absorção, enquanto a presença de alimento no estômago pode atrasar o progresso dos agentes do estômago para o intestino delgado, onde a maior parte da absorção acontece. O aumento do fluxo sanguíneo esplâncnico, após uma refeição, pode resultar em aumento de absorção, porém, em estados hipovolêmicos, a absorção consequentemente reduzirá. Além disso, a absorção dependerá da composição dos alimentos. SUGESTÃO DE VÍDEO Cabe aqui um exemplo curioso e controverso: se por um lado, na crença popu- lar, o leite diminui a absorção de metais pesados, por outro, pode ser um tiro no pé e aumentar a absorção destes elementos. As duas faces da moeda: a absorção dos metais aumentaria, na presença do leite, por forma- ção de complexos que são mais lipossolúveis (formação de micelas) ou em decorrência da into- lerância à lactose ou alergia às proteínas do leite. Ao contrário, os íons cálcio do leite formariam complexos com os metais pesados, diminuindo a absorção destes metais. E o que predominará? Tudo dependerá do indivíduo (idade, sexo biológico, genótipo), da quantidade de leite ingerida e da quantidade de metais pesados a que o indivíduo se expôs. Veja o vídeo com exemplos de formação de micelas com outro grupo de substância: as vita- minas lipossolúveis. Link: https://www.youtube.com/watch?v=boRRoAwjyjI&ab_channel=VizionaryTeam. https://www.youtube.com/watch?v=boRRoAwjyjI&ab_channel=VizionaryTeam 58 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE Especial atenção precisa ser dada, dentro do processo de Absorção, ao conceito de eliminação pré-sistema ou de primeira passagem (também conhecido como metabolismo de primeira passagem). Durante a passagem do agente tóxico do local de exposição para a circulação sistêmica, o tóxico pode ser biotransformado e eliminado. Esse é um fenômeno muito comum para compostos absorvidos pelo trato gastrointestinal, pois eles passarão por células da mucosa gastrointestinal, pelo fígado e, por vezes, pelo pulmão, antes de serem distribuídos para o restante do corpo. A mucosa do trato gastrointestinal e o fígado certamente biotransformarão e eliminarão uma porção significativa do agente tóxico durante estas passagens e, geralmente, tal processo reduzirá os efeitos tóxicos. Por fim, o trato respiratório pode ser considerado como uma superfície externa. No entanto, os pulmões, onde ocorre de fato a absorção de gases/vapores, são precedidos por estruturas de proteção (por exemplo: nariz, boca, faringe, traqueia e brônquio), que podem reduzir a toxicidade de substâncias transportadas pelo ar, especialmente aerossóis e partículas, já que atuam como filtros eficazes. Há pouca ou nenhuma absorção nestas estruturas, pois o muco aprisiona as partículas, para evitar a entrada nos alvéolos, e o aparelho mucociliar, na traqueia, empurra as partículas para cima desta região, em direção ao esôfago, local em que são engolidas e, possivelmente, absorvidas no trato gastrointestinal. A transferência de um gás dos alvéolos para o sangue é o verdadeiro processo de absorção. O fator mais importante que determinará a taxa e a extensão da absorção de um gás nos pulmões é a solubilidade deste gás. Portanto, não é o coeficiente de partição de membrana que necessariamente afeta a absorção, mas sim o coeficiente de partição sangue/gás (CS/G), o qual, analogamente, segue o mesmo princípio do coeficiente de partição óleo/água (CO/A). Existem vários outros fatores importantes, os quais podem determinar se o gás será absorvido no sangue, como, por exemplo, a concentração do gás no ar inspirado, sua pressão parcial e a taxa de ventilação. 2.1.2 Distribuição A distribuição é o processo que leva a substância absorvida a diferentes tecidos, e ela depende de vários fatores fisiológicos e propriedades físico-químicas do agente tóxico. 59 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE A absorção destes agentes deve ser alta o suficiente, para que haja um efeito significativo no local de ação. Além disso, é um processo de movimento do agente entre o sangue e os tecidos, ou entre os compartimentos extracelular e intracelulares, realizados em ambas as direções. Vários fatores podem influenciar a distribuição de um tóxico. Por exemplo, a perfusão dos tecidos é uma característica fisiológica importante, pois alguns deles são melhores perfundidos (coração, fígado, rins e cérebro) do que outros (gordura e ossos). Não menos importante, o tempo de chegada dos agentes nos diferentes tecidos também sofre influência e, desta forma, a distribuição inicial para tecidos bem perfundidos ocorre nos primeiros segundos ou minutos, enquanto para outros tecidos, menos perfundidos, é mais lento. A proporção do fluxo de sangue para a massa do tecido é um indicador útil de quão bem o tecido é perfundido, fazendo com que a massa tecidual tenha um efeito significativo na distribuição. Além disso, pode haver significativa ligação a proteínas que afetam a entrega da substância aos tecidos. Para complicar ainda mais o problema, os processos de biotransformação e excreção estão ocorrendo simultaneamente, e removendo o agente tóxico do sangue e do tecido alvo. Sendo os componentes do sistema circulatório os principais responsáveis pelo transporte de agentes tóxicos para os tecidos-alvo ou reservatórios, podemos dizer que os eritrócitos e o sistema linfático podem desempenhar papéis importantes no transporte de xenobióticos. Entretanto, em comparação com as proteínas plasmáticas, seu papel na distribuição é relativamente menor para a maioria dos agentes tóxicos. A ligação às proteínas plasmáticas pode afetar a distribuição, porque apenas o agente tóxico não ligado está livre ou disponível para se difundir através das membranas celulares. A ligação agente tóxico–proteínas plasmáticas é considerada reversível (na maioria dos casos) e obedece às leis de ação das massas: Esta é uma lei da química que explica e prediz o comportamento de reações em equilíbrio dinâmico. Por meio dela, é possível deduzir algumas propriedades importantes relativas à interação agente tóxico-proteína, dentre elas, a determinação da velocidade da reação química, a qual será proporcional ao produto das concentrações dos reagentes. Existem muitas proteínas circulantes, mas aquelas envolvidas na ligação de xenobióticos incluem albumina, α1-glicoproteína ácida, lipoproteínas e globulinas. Tendo em vista que muitos agentes tóxicos são lipofílicos, é de se concluir que eles terão maior 60 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE probabilidade de se ligaremàs lipoproteínas plasmáticas (HDL, LDL e VLDL). O complexo formado pela ligação agente tóxico-proteína pode ocorrer por vários mecanismos: ligações covalentes ou não covalentes (ligações iônicas, pontes de hidrogênio, interações de van der Waals e interações hidrofóbicas). Além disso, as propriedades físico-químicas do agente tóxico que podem influenciar sua distribuição incluem lipossolubilidade, pKa e peso molecular. Para muitos agentes, a distribuição do sangue aos tecidos é por difusão simples, a favor de um gradiente de concentração. O gradiente de concentração será influenciado pelo coeficiente de partição, ou melhor, pela proporção das concentrações de agentes tóxicos no sangue e nos tecidos. Se a afinidade pelo tecido-alvo for alta, o produto químico se acumulará ou formará um depósito. No geral, os agentes tóxicos insolúveis em lipídeos ficam principalmente no plasma e nos fluidos intersticiais, enquanto os solúveis em lipídeos, atingem todos os compartimentos corporais e podem se acumular na gordura. Finalmente, dentro do estudo da distribuição, deveremos levar em consideração as chamadas barreiras anatômicas, as quais podem limitar a distribuição de agentes tóxicos. Um exemplo clássico é a Barreira Hematoencefálica (BHE) que pode limitar a distribuição de xenobióticos no Sistema Nervoso Central (SNC) e Líquido Cefalorraquidiano (LCR). Existem três processos ou estruturas principais que mantêm os agentes tóxicos em concentrações baixas no SNC: 1. A BHE, que consiste em endotélio capilar com junções de oclusão (tight junctions) e células gliais, as quais circundam os capilares e reduzem a filtração. As células endoteliais em outros órgãos podem ter poros intercelulares, e vesículas pinocíticas podem ser formadas. 2. Os sistemas de transporte ativo no plexo coroide, os quais permitem o transporte de ácidos e bases orgânicos. 3. O processo contínuo da produção de LCR nos ventrículos e a drenagem venosa, que diluem continuamente os xenobióticos. Curiosamente, os processos de doenças, como meningite, podem interromper esta barreira orgânica, permitindo a penetração de xenobióticos que, de outra forma, não cruzariam prontamente esta barreira em um indivíduo saudável. Outras barreiras tecido/ sangue incluem próstata/sangue, testículos/sangue e globo ocular/sangue; a inflamação ou infecção também pode aumentar a permeabilidade das barreiras. No mais, os agentes tóxicos podem atravessar a placenta, principalmente por difusão simples, e isso é mais facilmente realizado, se os tóxicos forem lipossolúveis (isto é, ácidos ou bases fracos não ionizados). A visão de que a placenta é uma barreira para 61 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE drogas e substâncias tóxicas é imprecisa e ainda provoca discussão. O feto é, pelo menos até certo ponto, exposto essencialmente a todas as substâncias vindas da mãe. 2.1.3 Metabolismo Um dos determinantes mais importantes na persistência dos xenobióticos no corpo, e a toxicidade subsequente para o organismo, é a amplitude em que eles podem ser metabolizados e excretados. Várias famílias de enzimas metabólicas, muitas vezes com alta especificidade de substrato, estão envolvidas no metabolismo de xenobiótico. Algumas das mais importantes famílias de enzimas envolvidas no metabolismo incluem: a monooxigenases do citocromo P450 (CYPs), flavinas monooxigenases (FMOs), álcool e aldeído desidrogenases, amina oxidases, ciclooxigenases, redutases, hidrolases; e uma variedade de enzimas de conjugação, tais como: glicuronidases, sulfotransferases, metiltransferases, glutationa transferases e acetil transferases. As enzimas envolvidas no processo de metabolismo variam de especificidade absoluta à ampla e sobreposta (não específicas). Em geral, existem três tipos principais de especificidade: • Absoluta: a enzima catalisará apenas uma reação. Por exemplo, a formaldeído desidrogenase catalisa apenas a reação para o formaldeído. A acetilcolinesterase biotransforma o neurotransmissor acetilcolina. • De Grupo: a enzima atuará apenas em moléculas que possuem grupos funcionais específicos, como grupamentos amino, fosfato ou metila. Por exemplo, a álcool desidrogenase, que pode biotransformar vários álcoois diferentes, incluindo metanol e etanol. • De Ligação: a enzima atuará em um tipo particular de ligação química, independentemente do resto da estrutura molecular. Por exemplo, a N-oxidação pode catalisar uma reação de uma ligação de nitrogênio, substituindo o nitrogênio por oxigênio. 62 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE A maior parte do metabolismo dos xenobióticos ocorre no fígado, um órgão dedicado à síntese de muitas proteínas biologicamente funcionais importantes, que também tem a capacidade de mediar transformações químicas. Após a entrada no fígado, assim como em outros órgãos, os xenobióticos podem sofrer uma ou duas fases de metabolismo (normalmente realizadas por enzimas, principais responsáveis por estas reações), sendo distribuídas em todo o organismo. Na Fase I, um grupo reativo polar é introduzido na molécula e se torna um substrato adequado para enzimas de Fase II (Figura 10). Enzimas tipicamente envolvidas no metabolismo da fase I incluem os CYPs, FMOs e hidrolases. As reações de fase I incluem monooxigenações microssomais, citosólicas e oxidações mitocondriais, reduções, hidrólise e hidratação de epóxido, sendo que as mais comuns são oxidação, redução e hidrólise. Todas essas reações, com exceção das reduções, introduzem grupos polares à molécula e, na maioria dos casos, podem ser conjugados durante o metabolismo da fase II. Produtos de conjugação, com raras exceções, são, portanto, mais polares, menos tóxicos e mais rapidamente excretados do que seus compostos originais. As reações de oxidação são reações químicas, nas quais o substrato perde elétrons, e o principal sistema envolvido é o do citocromo P450. Na reação de redução, o substrato ganha elétrons, sendo as reações catalisadas por redutases microssômicas e citosólicas, além de bactérias da microbiota intestinal. Já na hidrólise, ocorre uma adição de um grupo hidroxila (-OH) e hidrogênio, por meio da quebra da molécula original na presença de água. Figura 10 - Biotransformação do Benzeno e as Reações de Fase I (Oxidação) e Fase II (Sulfatação). Fonte: Elaborada pelo autor (2021). Já na Fase II, após a introdução de um grupo polar, enzimas de conjugação normalmente adicionam substituintes endógenos, como açúcares, sulfatos, glutationa (GSH) ou aminoácidos, além de metilação, que resultam no aumento substancial da 63 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE solubilidade em água do xenobiótico, diminuindo sua meia-vida biológica e tornando-o facilmente excretado. Embora este processo seja geralmente uma sequência de detoxificação, reativos intermediários podem ser formados, os quais são muito mais tóxicos do que o composto original. Em alguns casos, o xenobiótico já possui um grupo funcional que pode ser conjugado e biotransformado por uma reação de fase II, sem passar por uma reação de fase I. Além disso, o xenobiótico pode também ser diretamente eliminado in natura, sem passar por reações de fase I ou II. Essas reações precisam de condições ótimas para ocorrer, portanto alguns fatores poderão influenciá-las: dose e frequência de exposição, espécie afetada, sexo biológico, idade, dieta e estado nutricional, inibição ou indução enzimática e estado patológico. ATENÇÃO! Existe uma grande variabilidade no metabolismo de substâncias devido à constituição intrínseca dos indivíduos (genótipo) e ao fenômeno chamado polimorfismo genético (variações genéticas que podem ocorrer em sequências codificadoras e não codificadoras, levando a alterações quali e/ou quantitativas dos produtos destes genes). Assim, poderíamos dizer que existem indivíduos que naturalmente são “bons metabolizadores”, enquanto outros são “metabolizadores ruins”. Entretanto, a atividade demetabolização das enzimas, em especial das enzimas de fase I (enzimas do citocromo P450), podem ser diminuídas ou aumentadas após a administração de certos xenobióticos. A inibição de uma enzima reduzirá o metabolismo, enquanto a indução poderá aumentá-lo. Assim, quando ocorrer o aumento seletivo na concentração da enzima, o termo “indução enzi- mática” é usado para descrever o processo. Ao contrário, quando houver diminuição na concen- tração da enzima, geralmente consequência de um efeito direto sobre a enzima, o processo é denominado “inibição enzimática”. 64 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE 2.1.4 Excreção A capacidade de eliminar com eficiência materiais tóxicos é crítica para a sobrevivência das espécies. A complexidade dos processos de eliminação de agentes tóxicos aumentou proporcionalmente ao aumento da complexidade associada à forma de vida. Para organismos unicelulares, a difusão passiva pode ser suficiente para a eliminação de resíduos metabólicos tóxicos, produzidos pelo próprio organismo. Da mesma forma, se materiais tóxicos exógenos, derivados do ambiente, difundirem-se em um organismo unicelular, eles também podem facilmente se difundir para fora dele. A grande razão área de superfície/massa destes organismos garante que um produto químico tóxico dentro da célula nunca esteja significativamente distanciado de uma membrana de superfície, através da qual ele pode se difundir. À medida que os organismos evoluíram em complexidade, várias consequências do aumento desta complexidade comprometeram a eficiência da difusão passiva de produtos químicos tóxicos. Assim, à medida que os organismos aumentaram em complexidade: • Eles aumentaram de tamanho; • A relação de sua área de superfície em relação à massa corporal diminuiu; • Seus corpos foram compartimentalizados (células, tecidos, órgãos); • Eles geralmente aumentaram no teor de lipídios; • Eles desenvolveram barreiras ao ambiente externo. Para uma substância química ser eliminada do corpo em um local de eliminação (por exemplo, rim) que está distante do local de armazenamento (por exemplo, tecido adiposo) ou órgão-alvo (por exemplo, cérebro), o produto químico deverá ser transportado do local de origem até o local de eliminação. Os produtos químicos são transportados para o local de eliminação, principalmente por meio do sistema circulatório. Aqueles solúveis em água podem se dissolver livremente no componente aquoso do sangue, sendo transportados por difusão para os locais de eliminação. Com a diminuição da solubilidade em água e aumento da solubilidade em lipídios, os produtos químicos são menos propensos a se difundirem livremente no sangue, e a extração destes produtos químicos dos órgãos-alvo ou locais de armazenamento pode ser mais desafiadora. O sangue contém várias proteínas transportadoras, tipicamente adequadas para o transporte de substâncias endógenas específicas. Muitas vezes, os xenobióticos podem 65 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE utilizar as proteínas para facilitar a mobilização e o transporte no meio aquoso do sangue. No local de eliminação, os xenobióticos podem se deslocar da proteína de transporte para as membranas do órgão excretor, ou a proteína de transporte pode se ligar a receptores de superfície no órgão excretor, sofrendo endocitose e processamento intracelular, sendo o xenobiótico liberado e, finalmente, eliminado. Os rins correspondem aos locais de eliminação de produtos químicos solúveis em água que são removidos do sangue pelos processos de filtração, secreção e reabsorção. A unidade funcional do rim, responsável pela excreção, é o néfron (Figura 11). Cada rim contém cerca de um milhão de néfrons. O néfron possui três regiões primárias que atuam no processo de excreção renal: o glomérulo, o túbulo proximal e o túbulo distal. Duas características são responsáveis por determinar se um produto químico será eliminado pelos rins: tamanho e solubilidade em água. Figura 11 - Ilustração do Néfron. Fonte: Shutterstock (2021). Em especial, o processo de filtração requer que os produtos químicos, que serão removidos do sangue, sejam capazes de passar por poros de 40 Å a 100 Å (ângstrons). Como regra geral, os produtos químicos com uma massa molecular inferior a aproximadamente 60.000 Da (Dalton) são suficientemente pequenos para estarem sujeitos à filtração. Lembre-se de que produtos químicos não solúveis em água serão transportados para os rins em associação com proteínas de transporte e, assim, os produtos químicos não serão capazes de passar pelos poros durante a filtração. Produtos químicos lipofílicos 1 – Glomérulo 2 – Arteríola aferente 3 – Cápsula de Bowman 4 – Túbulo proximal 5 – Ducto coletor cortical 6 – Túbulo distal 7 – Alça de Henle 8 – Ducto papilar 9 – Capilares peritubulares 10 – Veia arqueada 11 – Artéria arqueada 12 – Arteríola aferente 13 – Aparelho justaglomerular 66 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE são geralmente sujeitos à eliminação renal após terem sofrido hidroxilação ou reações de conjugação no fígado ou outras regiões. Interessantemente, os rins estão sujeitos a uma alta toxicidade química, uma vez que as funções do néfron para concentrar o tóxico podem aumentar os níveis de exposição a estes agentes. O aumento da exposição pode resultar da concentração do agente tóxico nos túbulos renais, bem como dentro das células dos néfrons (um produto químico é capaz de utilizar uma das proteínas de transporte ativo e é transportado do lúmen dos túbulos para as células renais). A secreção, transporte que acontece na seção do túbulo proximal do néfron, é responsável pelo deslocamento de certas moléculas do sangue para a urina. As substâncias secretadas incluem íons de potássio, íons de hidrogênio e alguns xenobióticos. A secreção ocorre por mecanismos de transporte ativos, que são capazes de diferenciar os compostos com base na polaridade. A reabsorção se realiza principalmente no túbulo contorcido proximal do néfron. Quase toda a água, a glicose, o potássio e os aminoácidos perdidos durante a filtração glomerular reentram no sangue a partir dos túbulos renais. Em geral, a reabsorção se dá por transferência passiva com base em um gradiente de concentração, passando de uma concentração alta no túbulo proximal para a concentração mais baixa nos capilares que circundam o túbulo. Um fator que afeta muito a reabsorção e a excreção urinária é o pH da urina. Este é especialmente o caso com eletrólitos fracos. Se a urina for alcalina, os ácidos fracos são mais ionizados, e a excreção é aumentada. Ácidos fracos (como os conjugados de glicuronídeo e sulfato) são menos ionizados, se a urina for ácida, e sofrem reabsorção, consequentemente, reduzindo a excreção renal. É interessante você voltar algumas páginas, para olhar novamente a história da ionização dos agentes tóxicos – ácidos e bases – e fazer um paralelo com a absorção (passagem de um lado para outro) das formas ionizável e não ionizável. Por sua vez, o fígado, órgão nitidamente associado à biotransformação de xenobióticos, sintetiza e secreta muitas substâncias que são necessárias para o funcionamento normal do organismo, desempenhando muitas funções vitais para o corpo. Dentre elas, destaca-se a responsabilidade por eliminar resíduos e produtos químicos estranhos através da excreção biliar. Três destas funções ocorrem coordenadamente, de uma maneira a tornar o fígado um importante órgão de eliminação química: captação de xenobióticos do sangue, biotransformação e eliminação biliar de produtos químicos. Uma vez mobilizados no hepatócito, os produtos químicos passarão por biotransformação, reduzindo sua capacidade de se difundir passivamente, através da membrana, de volta para o sangue. As reações de biotransformação também costumam 67 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE permitir que os xenobióticos sejam suscetíveis ao transporte ativo através da membrana canalicular no canalículo biliar e, finalmente,no ducto biliar. O ducto biliar entrega os produtos químicos, junto com outros constituintes da bile, para a vesícula biliar, que excretará a bile no intestino para eliminação fecal. Após a eliminação biliar no trato gastrointestinal, os produtos químicos que, em um primeiro momento, foram submetidos a reações de conjugação no fígado, poderão estar sujeitos, agora, à ação de enzimas hidrolíticas, as quais desconjugam tais moléculas. A desconjugação resulta em aumento da lipofilicidade das moléculas e as torna mais uma vez sujeitas à absorção passiva. Os produtos químicos reabsorvidos reentram na circulação através da veia porta hepática, que desvia este produto de volta para o fígado, onde o mesmo poderá ser reprocessado, ou seja, biotransformado e eliminado. Este processo é denominado ciclo entero-hepático (Figura 12). Figura 12 - Ciclo Entero-hepático Fonte: Adaptada pelo autor (2021), a partir de Naumann et al. (2020). Por fim, os pulmões são órgãos altamente especializados, os quais atuam na captação e eliminação de materiais voláteis (essencialmente os gases). Consequentemente, os pulmões podem servir como um local primário para a eliminação de produtos químicos com alta pressão de vapor. Os alvéolos, unidades funcionais dos pulmões, são pequenos sacos membranosos altamente vascularizados que servem para trocar o oxigênio do ar para o sangue (captação) e, inversamente, trocar o dióxido de carbono do sangue para o ar (eliminação). Esta troca ocorre por difusão passiva. Produtos químicos que são suficientemente voláteis também podem se difundir através da membrana alveolar, resultando na remoção do produto químico do sangue e eliminação no ar. 68 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE Quando estudamos os processos cinéticos, em especial o processo de eliminação, um último conceito precisa ficar muito claro: a meia-vida de eliminação (T 1/2 ). Este é um parâmetro toxicocinético, definido como o tempo que o agente tóxico leva para a concentração no plasma, ou a quantidade total no corpo ser reduzida em 50%. Em outras palavras, após uma meia-vida, a concentração do agente tóxico no corpo será metade da inicial. ATENÇÃO! Como apresentado na Figura 13, se o agente for eliminado pela chamada ciné- tica de primeira ordem, poderá ser feita uma representação gráfica da concen- tração em uma escala linear ao longo do tempo e construir uma curva de concentração/tempo, com previsível redução da concentração à metade, a cada intervalo de tempo que passa. Esta ideia não funcionará, se a eliminação do agente tóxico ocorrer a uma taxa constante e indepen- dente da concentração, como, por exemplo, o álcool. Assim, na cinética de ordem zero, o conceito de meia-vida torna-se sem sentido, porque a concentração do agente não diminui pela metade com cada intervalo de tempo previsível. Em vez disso, fala-se somente sobre a remoção da quantidade do agente tóxico por unidade de tempo. Figura 13 - Cinéticas de Eliminação de Primeira Ordem e de Ordem Zero. Atente para o T1/2 – tempo de meia vida na imagem da esquerda. Fonte: Adaptada pelo autor, a partir de Deranged Physiology (2021). 69 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE A meia-vida também pode ser expressa em termos da depuração do agente tóxico e do volume de distribuição, indicando que a meia-vida mudará, quando qualquer um destes fatores for alterado. Doenças, idade e outras variáveis fisiológicas podem alterar a depuração ou o volume de distribuição e, assim, alterar a meia-vida de eliminação. A remoção de um agente tóxico do plasma é conhecida como clearence (ou taxa de depuração, que nada mais é do que a medida da remoção do sangue de uma determinada substância). No mais, a distribuição dos agentes tóxicos, nos vários tecidos do corpo, é conhecida como volume de distribuição. O volume de distribuição (Vd) é um conceito teórico que relaciona a quantidade de substância no corpo (dose) à concentração (C) do agente. Assim: Vd = dose / C O Vd não corresponde necessariamente a qualquer volume ou espaço fisiológico específico. Ele mede o espaço “aparente” do corpo que é capaz de conter o agente tóxico, ou seja, o volume de fluido “aparente”, no qual a substância é distribuída. Em outras palavras: O Vd representa o volume de líquido necessário para conter a quantidade total do agente tóxico absorvido no corpo. Por exemplo, a Varfarina, tem um Vd de 8L (apresenta um alto grau de ligação a proteínas plasmáticas), o Etanol tem um Vd de 30L (substância que se distribui mais “homogeneamente” em toda a água corporal), enquanto que a Cloroquina possui um Vd de 15.000L (molécula altamente lipofílica, que se insere e se deposita na gordura corporal). IMPORTANTE Compostos altamente solúveis em água, os quais ficam confinados no Sistema Circulatório, têm um pequeno volume de distribuição (aproximadamente igual ao volume intravascular), enquanto as drogas lipofílicas que se distribuem aos tecidos têm um grande volume de distribuição (pode ser tão grande a ponto de exceder o volume de água corporal total), por isso o conceito é considerado teórico e “aparente”. 70 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE Para você ter uma ideia, um indivíduo adulto, com 70 kg, tem um volume de água total de aproximadamente 42 litros em sua composição corporal, distribuído em compartimentos: Plasma - 3 litros, líquido intersticial - 11 litros e líquido intracelular - 28 litros. Por outro lado, um indivíduo idoso tem 50% do seu peso em água. Assim, se imaginarmos um idoso de 60 kg (pense que ao longo da vida o corpo se transforma e, no geral, existe uma tendência de os idosos serem mais leves que adultos jovens, já que pode haver perda de massa magra, óssea, muscular, por exemplo), este apresentará uma quantidade de 30 litros de água. Logo, a quantidade de água total e a fase de vida do indivíduo refletirão na concentração atingida por diferentes substâncias no organismo. Por exemplo, após a ingestão de 10,0 g de álcool, um adulto terá uma concentração de álcool aproximada de 0,24 g/L (10,0 g/42L); já no indivíduo idoso, que faça a mesma ingestão de álcool, haverá uma concentração maior de álcool no seu organismo, em termos numéricos, da ordem de 0,33 g/L (10,0 g/30L). 2.2 TOXICODINÂMICA A maneira ou o mecanismo pelo qual os agentes tóxicos exercerão sua ação sobre as funções biológicas (fisiológicas e bioquímica, por exemplo) é chamada de Toxicodinâmica. Esta ação poderá ocorrer no organismo como um todo, sobre um tecido, órgão, aparelho, ou mesmo em estruturas celulares ou subcelulares. Como já exposto na Unidade 1, a tendência atual da Toxicologia é estudar os mecanismos do ponto de vista molecular e, portanto, as ações tóxicas passam a ser mais entendidas, com base nas propriedades físico-químicas dos agentes tóxicos e nas interações moleculares em que ocorrem. Compreender os mecanismos de ação é de fundamental importância para o uso adequado de determinados agentes e para o desenvolvimento de novas terapias frente aos diversos tipos de intoxicação. Assim, a Toxicodinâmica é o equivalente, para a Toxicologia, ao estudo da Farmacodinâmica, e se refere aos efeitos que um produto químico tem sobre um organismo, após uma exposição definida. Em Farmacologia, a Farmacodinâmica às vezes se limita a efeitos benéficos ou terapêuticos. Da mesma forma, na Toxicologia, a 71 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE Toxicodinâmica se refere a efeitos adversos ou prejudiciais. A Toxicodinâmica busca definir a resposta biológica desfavorável eliciada por um estímulo agressor e revelar como o agente tóxico produz a sua resposta. Assim, a natureza e a causa da resposta biológica são derivadas de mecanismos moleculares generalizados, envolvendo uma variedade de interações que culminarão no efeito tóxico. O mecanismo de ação subjacente à resposta biológica frente à exposição a um produto químico começa com uma interação molecular entre o produto químico e um alvo. Os principaismecanismos de ação conhecidos são: • Interação com receptores. • Interferência nas funções da membrana, em especial as membranas excitáveis. • Inibição da fosforilação oxidativa, e consequente produção de ATP. • Complexação com biomoléculas, por exemplo: enzimas, proteínas, lipídeos e ácidos nucleicos. • Perturbação da homeostasia do cálcio, íon que atua como segundo mensageiro e regula diversas funções intracelulares vitais. A eficácia de um produto químico específico em provocar uma determinada resposta biológica depende das características intrínsecas do produto químico e do alvo – em teoria, a intensidade do efeito tóxico dependerá da concentração e da persistência do agente tóxico no local de ação. A interação agente tóxico-alvo definirá o modo de ação da substância química que, no final das contas, moldará a resposta biológica observada no organismo. Além disso, dentro de uma população, a maioria das respostas a um agente tóxico é semelhante. No entanto, existem diferenças em como as respostas podem ser encontradas: alguns indivíduos são suscetíveis (mais responsivos) e outros mais resistentes. Em suma, existe uma enorme variedade de agentes tóxicos e uma diversidade de estruturas biológicas e processos bioquímicos e fisiológicos, os quais podem ser comprometidos ou modificados, o que se revelará em uma complexa possibilidade de efeitos deletérios. Assim, o toxicante pode ser liberado para órgãos-alvo, interagir com moléculas-alvo, ou alterar o ambiente, desencadeando mudanças na função e/ ou estrutura molecular/celular. Estas mudanças/perturbações poderão dar início aos processos de reparo (molecular, celular ou tecidual) ou, quando elas excederem a capacidade reparadora, a toxicidade ocorrerá. Importante salientar que existe uma correlação entre Toxicocinética e Toxicodinâmica, a qual se refere à relação entre a concentração de um agente tóxico no sangue e a magnitude de um efeito avaliado (repetidamente) durante a ocorrência dos processos de Absorção, Distribuição, Metabolismo e Excreção, até que a substância não 72 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE possa mais ser detectada. Devem ser considerados dois tipos de correlações: uma lidando com efeitos reversíveis; e outra, com efeitos irreversíveis. Em Farmacologia, a maioria dos medicamentos age por efeitos reversíveis. Em contrapartida, os agentes tóxicos ou seus metabólitos exibem, mais frequentemente, ligações covalentes a receptores (ligações irreversíveis6), bem como para alvos menos definidos, como o radical sulfidrila de proteínas que contém o aminoácido cisteína. As correlações toxicocinéticas-dinâmicas revelam uma correlação sigmoidal, em vez de linear com a maior parte dos agentes tóxicos que induzem efeitos reversíveis. A relação sigmoidal sugere que uma faixa de baixas concentrações não apresenta toxicidade (intervalo sem efeito), seguida por doses mais altas, nas quais há um aumento quase linear na toxicidade com o aumento da dose e, em seguida, um patamar de efeito, quando a ação é máxima (intervalo de efeito máximo), conforme representa a Figura 14. Figura 14 - Curva Dose-efeito e a Correlação Sigmoidal. Fonte: Elaborada pelo autor (2021). Por definição, dose é uma medida quantitativa de exposição e corresponde à quantidade de uma substância administrada de uma vez. Para uma substância química, a dose é a quantidade de uma substância, em relação ao peso corporal, medida em gramas (g) ou miligramas (mg) por quilo de peso corporal. 6 Ligação reversível diz respeito à força da ligação química. No geral, são ligações fracas e, por isso, revertem-se de forma mais rápida. Já as irreversíveis são ligações químicas mais fortes que, no geral, demandam muito mais tempo para reversão. 73 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE ATENÇÃO Imagine que você irá se expor a 350 mg de uma substância hipotética. Con- siderando que seu peso corporal é de 70 Kg, você estaria exposto, então, a uma dose de 350/70, ou seja, 5 mg/kg. Agora, imagine uma criança de 20 kg, e a mesma substân- cia na quantidade 350 mg. A dose a que esta criança está exposta é de 350/20 ou 17,5mg/kg. Atente-se, aqui, para a importância de se incluir o peso corporal! A criança está exposta, neste exemplo hipotético, a uma dose 3,5 vezes maior que o adulto. Além disso, outros parâmetros são necessários para caracterizar a exposição aos xenobióticos. Os mais importantes são o número de doses, frequência e período de tempo total da exposição. A dose absorvida, ou também chamada de dose interna, é a quantidade de uma substância que entrou no corpo por meio da pele, olhos, pulmões ou trato gastrointestinal. A dose administrada é a quantidade administrada de fato, geralmente ocorrendo por via oral ou por injeção (observe que uma dose administrada por via oral pode não ser totalmente absorvida). ATENÇÃO Concentração é uma medida de proporção. É a quantidade de uma substância encontrada em uma determinada quantidade de outra matéria, como água, ar (ambiental), solo, comida, sangue, cabelo, urina, ou ar respirado. Por exemplo, o peso de uma substância tóxica encontrada em um determinado peso de alimento é indicado como uma medi- da de concentração, e não como a quantidade total – 7,86 mg da substância hipotética X em 100 g de alimento, ou seja, 7,86 mg / 100 g. Saber quão concentrada está a substância tóxica em uma amostra de alimento que pesa 100 g permite uma comparação fácil, ao testar esta substância tóxica em outras amostras de alimento. 74 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE Entender os conceitos de dose, concentração e respostas (efeitos biológicos) levará ao conhecimento de um conceito essencial em toxicologia: relação dose-resposta. Este conceito correlaciona as exposições com mudanças nas funções corporais ou na saúde dos indivíduos. No geral, quanto maior a dose, mais severa será a resposta. A relação dose-resposta é baseada em dados observados de estudos experimentais em animais (não clínicos), humanos (clínicos) ou em células (in vitro). O conhecimento desta relação poderá estabelecer: • Causalidade: a constatação de que o agente tóxico induziu os efeitos observados. • Efeito de Limiar: a observação da dose mais baixa em que ocorre um efeito induzido. • Inclinação da Curva: a taxa ou velocidade em que o efeito tóxico poderá aparecer. Além destes fatores, a sensibilidade individual é um princípio fundamental da relação dose-resposta. De acordo com Gilbert (2011): “O princípio da dose-resposta é útil somente quando ligado à sensibilidade do indivíduo”. A sensibilidade do indivíduo a um agente dependerá da sua idade, sexo biológico, genótipo, doenças prévias, estado nutricional, dentre uma série de outros fatores. Devemos saber, também, que em toxicologia e ecotoxicologia, “descritor de dose” é o termo usado para identificar a relação entre o efeito específico de uma substância química, e a dose em que ele ocorre. Os descritores de dose são usados para conhecer e derivar os limiares para a saúde humana e, consequentemente, para classificação de perigo e avaliação de risco. Eles são determinados em estudos toxicológicos, sendo geralmente expressos como DL 50 (Dose Letal Média), NOEL, NOAEL, LOEL, LOAEL7, dentre outros. Na maioria dos testes de toxicidade aguda realizados em animais de laboratório, cada animal teste recebe uma dose única (relativamente alta) da substância testada, sendo observado por 1 ou 2 semanas quanto aos sinais de efeitos relacionados ao tratamento e, em seguida, necropsiados. O teste “clássico” de DL 50 será elaborado para definir a dose de uma substância de teste, que é letal para 50% dos animais em um grupo experimental. Os valores de DL 50 já foram muito utilizados para comparar os perigos agudos relativos de produtos químicos industriais, especialmente quando nenhum outro dado toxicológico estava disponível para tais produtos químicos (Tabela 1). 7 Termos derivados do inglês: NOEL(No-Observed Effect Level); NOAEL (No-Observed-Adverse Effect Level); LOEL (Lowest-Observed Effect Level); LOAEL (Lowest-Observed-Adverse Effect Level). 75 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE Tabela 01 - Classificação das Substâncias Tóxicas, de acordo com a faixa de dose (DL50) do agente tóxico e com a escala de Hodge e Sterner (1949) Classificação DL50 Exemplos (administração por via oral em ratos) Extremamente tóxico 15000 mg/kg di(2-etilhexil) ftalato (DEHP) *PABA – Ácido para Aminobenzoico. Fonte: Adaptada pelo autor (2021), a partir de Hodge e Sterner (1949) Muitas observações importantes de toxicidade não são representadas por valores de DL50 ou por inclinações das curvas de dose-resposta para letalidade. Por exemplo, informações sobre morbidade e patogênese podem ter mais significados toxicológicos do que mortalidade, e estes desfechos também devem ser avaliados em testes de toxicidade de curto prazo. As agências regulatórias, em todo o mundo, já não recomendam que os pesquisadores determinem a DL 50 . No entanto, se um pesquisador decidir realizar um teste para toxicidade oral aguda, protocolos de testes alternativos podem fornecer informações úteis sobre a toxicidade aguda de uma substância, sendo eles cada vez mais pesquisados e estimulados. De forma breve, os outros descritores de dose, como NOEL, NOAEL, LOAEL e LOEL, também são importantes. O Nível de Efeito Adverso Não Observável (NOAEL) é o nível de exposição mais alto, no qual não há aumentos biologicamente significativos na frequência ou gravidade do efeito adverso entre a população exposta e seu controle apropriado. Alguns efeitos podem ser produzidos neste nível, mas não são considerados efeitos adversos. O NOAEL é muito importante e vem sendo utilizado para delimitar a dose de exposição de segurança para humanos, como o nível de efeito não observável (NOEL), limites de exposição ocupacional e ingestão diária aceitável (quando pensamos em aditivos alimentares, por exemplo). Por outro lado, o Menor Nível de Efeito Adverso Observado (LOAEL) é o nível de exposição mais baixo, em que há aumentos biologicamente significativos na frequência ou gravidade dos efeitos adversos entre a população exposta e seu grupo controle. Se o 76 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE NOAEL não puder ser identificado, o LOAEL passa a ser usado, para derivar o limite de dose de exposição de segurança para humanos, como o Menor Nível se Efeito Observável (LOEL). PARA REFLETIR Na Farmacologia, o estudo da Farmacocinética e Farmacodinâmica é impor- tante para definir qual é a Dose Letal (DL), e qual é a Dose Efetiva (DE), para daí se definir o chamado Índice Terapêutico (IT) e a margem de segurança (MS) da substância. Fato é que estas relações estão intimamente ligadas com a Toxicologia! Assim, o Índice Terapêutico (IT) é a razão entre DL50 (Dose Letal média) e DE50 (Dose Efetiva média), ou seja, IT = DL50/DE50. Quanto mais próxima a DL50 da DE50, menor será o IT e, conse- quentemente, maior será o risco de intoxicação, comprometendo a segurança do indivíduo. Já a MS pode ser definida como a quantidade de substância a ser administrada sem provocar efeitos tóxicos, ou seja, a MS é a diferença entre a dose eficaz habitual e a dose que produz efeitos adversos graves ou de risco à vida (efeitos tóxicos). 77 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE CONSIDERAÇÕES FINAIS Todos os aspectos, características e fatores discutidos nesta unidade, determinarão, em última instância, a gravidade da toxicidade. Uma substância altamente tóxica, a qual é mal absorvida, pode não ser mais perigosa do que uma substância de baixa toxicidade, que é altamente absorvida. Duas substâncias com toxicidade e absorção iguais podem diferir em quão perigosas serão, dependendo da natureza de sua biotransformação. Uma substância biotransformada em um metabólito mais tóxico (bioativado) é um perigo maior do que uma substância biotransformada em um metabólito menos tóxico (detoxificado). Na Unidade 2, foi possível compreender que a disposição (presença) de um agente tóxico e sua reatividade biológica são os fatores que determinam a gravidade da toxicidade, resultante da entrada do xenobiótico no corpo. Os aspectos mais importantes incluem: duração e concentração de uma substância no local de contato/entrada; taxa e quantidade da substância que pode ser absorvida; distribuição e concentração da substância em locais específicos do corpo; eficiência da biotransformação e natureza dos metabólitos; capacidade da substância ou de seus metabólitos de atravessar as membranas celulares e barreiras anatômicas, entrando em contato com componentes celulares específicos; quantidade e duração do armazenamento da substância (ou seus metabólitos) nos tecidos corporais; taxa e locais de excreção da substância; idade, sexo, genótipo e estado de saúde da pessoa exposta. Vimos, ainda, as principais fases da Farmacocinética: Absorção (processo de passagem da substância do local de exposição (administração) para a circulação sistêmica); Distribuição (processo que leva as substâncias aos diversos compartimentos corporais, como tecidos, órgãos e sistemas); Metabolismo processo que se divide em 2 fases (Fase I e II) e tem por função preparar o xenobiótico para a excreção) e Excreção (nada mais é do que o processo de eliminação dos xenobióticos). Você pode perceber que a Toxicodinâmica corresponde ao estudo dos mecanismos de ação dos xenobióticos, que podem ser: interação com receptores, interferência nas funções da membrana, inibição da fosforilação oxidativa, complexação com biomoléculas e perturbação da homeostasia do cálcio. Por fim, assimilamos a correlação entre Toxicocinética e Toxicodinâmica, que diz respeito à concentração de um agente tóxico no sangue e à magnitude do efeito apresentado. A correlação entre exposição e efeito é representada por meio das curvas 78 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE dose-resposta e pelos chamados descritores de dose: DL 50 , NOEL, NOAEL, LOEL, LOAEL, dentre outros, os quais são usados para classificação de perigo e avaliação de risco dos agentes tóxicos. 79 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE EXERCÍCIO FINAL 01- “Os humanos são expostos a uma variedade de produtos químicos a partir do consumo de alimentos, incluindo compostos indesejáveis, como pesticidas e micotoxinas. A avaliação de risco da substância química para o ser humano é um processo que visa estimar o risco para uma determinada população da exposição a um produto químico”. (JARDIM E CALDAS, 2009. Exposição humana a substâncias químicas potencialmente tóxicas na dieta e os riscos para saúde. Química Nova, vol. 32, n. 07). A exposição de pessoas a diferentes produtos químicos em suas atividades cotidianas ou profissionais leva à necessidade de se conhecer e investigar a toxicidade dos agentes tóxicos, além da maneira como eles agem e percorrem o organismo humano. Observe o gráfico a seguir: Com base no gráfico e no seu conhecimento sobre a fase Toxicocinética, avalie as assertivas: I- Para ser absorvida, uma substância deve cruzar as camadas de células que separam o “dentro” do resto do mundo “fora”, principalmente por meio da pele (incluindo membranas mucosas), pulmão e o trato gastrointestinal (GI). A maioria das substâncias é absorvida por difusão passiva através das membranas. II- A maior parte da excreção ocorre pelos rins, na forma de urina. A excreção depende do processo de filtração renal no glomérulo e é amplamente baseada no tamanho e na carga das moléculas. III- O metabolismo ou biotransformação de substâncias tóxicas pelo corpo é uma “tentativa de detoxificação”.Em alguns casos, os agentes xenobióticos metabolizados são mais tóxicos do que o composto original. IV- O gráfico apresentado em A mostra um tipo de cinética, denominada de ordem 80 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE zero, enquanto em B, a cinética é chamada de primeira ordem – inclusive sendo possível calcular o T 1/2 (tempo de meia-vida) da substância: 1,5 (unidades de tempo). Assinale a alternativa correta: a) I e II são verdadeiras. b) II, III e IV são verdadeiras. c) I, II e IV são verdadeiras. d) I, II, III e IV são verdadeiras. e) II e III são verdadeiras. 02- A fluidez da membrana celular é caracterizada pela capacidade de movimento das moléculas componentes desta estrutura. Os seres vivos mantêm tal propriedade de duas formas: controlando a temperatura e/ou alterando a composição lipídica da membrana. Além disso, uma das propriedades fundamentais da membrana plasmática é sua permeabilidade seletiva, a qual ocorre por meio de vários processos de passagem de substâncias através da membrana plasmática. Analise as assertivas: I- O transporte ativo acontece com gasto de energia e é contra o gradiente de concentração. Muitas vezes, é acoplado a enzimas produtoras de energia, por meio da hidrólise do ATP ou ligações ricas em energia, as quais são os responsáveis pela geração de energia. II- A bicamada lipídica (membrana plasmática) é uma estrutura complexa, formada por uma série de substâncias, como, por exemplo, proteínas, fosfolipídios, colesterol e glicolipídeos. As moléculas apresentam características anfipáticas/anfifílicas, ou seja, porções polares (hidrofílicas) e apolares (hidrofóbicas). III- Para a difusão química, e consequentemente para taxa de transporte de agentes tóxicos através membranas, são importantes os seguintes fatores: Tamanho e forma molecular; Solubilidade no local de absorção; Grau de ionização do agente; Solubilidade lipídica relativa das formas ionizadas e não ionizadas IV- Todo o transporte de substâncias através da membrana envolve gasto de energia, seja a favor ou contra o gradiente de concentração, utilizando ou não moléculas carreadoras, as quais são responsáveis pelo transporte de substâncias. 81 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE É correto o que se afirma em: a) I, II e III são verdadeiras. b) I, II e IV são verdadeiras. c) II, III e IV são verdadeiras. d) I, III e IV são verdadeiras. e) Todas são verdadeiras. 03- A IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry - União Internacional de Química Pura e Aplicada) define Toxicodinâmica como o estudo dos mecanismos de ação dos toxicantes nos organismos vivos, isto é, sua toxicidade. A Toxicodinâmica descreve a interação dinâmica de um toxicante com as moléculas alvos e as consequências biológicas desta interação. Considerando os principais conceitos em Toxicodinâmica, assinale a alternativa correta: a) As agências regulatórias, em todo o mundo, recomendam que os pesquisadores determinem a DL 50 . Essa medida, isoladamente, é de fundamental importância para a toxicologia, já que ela define a dose de uma substância que é letal para 50% dos indivíduos expostos ao agente tóxico. b) O mecanismo de ação começa com a detoxificação do agente tóxico e a interação molecular entre o produto químico e um alvo, como um receptor ou enzima. Assim, a resposta biológica é derivada de mecanismos moleculares específicos, envolvendo um único tipo de interação que desencadeará o efeito tóxico. c) Dose é uma medida quantitativa de exposição e corresponde à quantidade de uma substância administrada de uma vez. Para uma substância, a dose é a quantidade desta substância química, em relação ao peso corporal, medida em gramas (g) ou miligramas (mg) por quilo de peso corporal. d) O índice terapêutico ou intervalo terapêutico (IT) é a distância, medida em unidades de tempo, existente entre as administrações ou exposições a uma substância; quanto mais próximo o IT, menor o tempo de exposição e, consequentemente, maior será o risco de intoxicação. e) N.d.a. 82 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE REFERÊNCIAS BRUNTON, L.L.; HILAL-DANDAN, R.; KNOLLMANN, B.C. Goodman & Gilman: As Bases Farmacológicas da Terapêutica. 13ª ed. Rio de Janeiro: McGraw-Hill, 2018. 1760p. GILBERT, S. G. A Small Dose of Toxicology - The Health Effects of Common Chemicals. Institute of Neurotoxicology & Neurological Disorders (INND). Seattle, WA 98115, 2011. HODGE, H.C., STERNER, J.H. Tabulation of Toxicity Classes, American Industrial Hygiene Association Quarterly, 10:4, 93-96, 1949. HODGSON, E., P. K. DAS, T. M. CHO et al. Phase 1 – Metabolism of toxicants and metabolic interactions. In Molecular and Biochemical Toxicology, 4th ed., ed. R. C. Smart and E. Hodgson. Hoboken, NJ: John Wiley and Sons, 2008. HODGSON, E. A Textbook of modern toxicology. 4th ed. USA: Ed. Ernest Hodgson, 2014. 648p. KLAASSEN C. D., WATKINS, J. B. Fundamento em toxicologia de Casarett e Doull. 2. ed. Porto Alegre: Artmed, 2013. 472p. MORAES, E. C. F.; SZNELWAR, R. B.; FERNICOLA, N. A. G. G. Manual de toxicologia analítica. São Paulo: Ed. Rocca, 1991. 229p. NAUMANN, S., HALLER, D., EISNER, P., & SCHWEIGGERT-WEISZ, U. Mechanisms of Interactions between Bile Acids and Plant Compounds - A Review. International Journal of Molecular Sciences, 21(18), 6495, 2020. OGA, S., CAMARGO, M. A., BATISTUZZO, J. A. O. Fundamentos de toxicologia. 4. ed. São Paulo, Atheneu, 2014. 704p. REVISTA BRASILEIRA DE TOXICOLOGIA. Sociedade Brasileira de Toxicologia (SBTOX). São Paulo. Disponível em: www.sbtox.org. Acesso em Março / 2021. RITTER, J.M., FLOWER, R., HENDERSON, G., LOKE, Y.K., MACEWAN, D., RANG, H. P. Rang e Dale Farmacologia. Ed. Guanabara, 9ª ed., 2020. 808p. ToxTutor – U.S. National Library of Medicine (NLM). Disponível em: https://toxtutor. nlm.nih.gov/index.html. Acesso em: Março / 2021. https://derangedphysiology.com/. Acesso em: Março / 2021. http://www.sbtox.org https://toxtutor.nlm.nih.gov/index.html https://toxtutor.nlm.nih.gov/index.html https://derangedphysiology.com/ UNIDADE 3AGENTES TÓXICOS 84 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE INTRODUÇÃO À UNIDADE Conforme vem se discutindo ao longo deste caderno, você já deve estar percebendo que os organismos não são expostos a um único agente tóxico (químico, físico ou biológico) por vez, mas sim a misturas de diferentes agentes, os quais, ao longo do tempo, poderão sofrer modificações. Nesta unidade, veremos que o conhecimento das diferentes classes de agentes tóxicos é essencial para a compreensão de quais deles estão em uso comercial, quais têm estado em uso recentemente, e podem ainda estar no meio ambiente, e quais são de ocorrência natural. Estima-se que de 3% a 7% dos pacientes que procuram emergências médicas apresentam algum agravo à saúde, frente a situações de exposição aos agentes tóxicos, principalmente medicamentos, domissanitários, agrotóxicos e acidentes com animais peçonhentos. O estudo da Unidade 3 será essencial para entendermos o escopo geral da toxicologia e, em particular, para muitos ramos aplicados da toxicologia, como a toxicologia ocupacional, a avaliação de exposição/risco, o estudo analítico, as análises regulatórias e investigações forenses. Assim, conheceremos os principais aspectos toxicocinéticos, toxicodinâmicos, alguns sinais e sintomas, além de possíveis tratamentos relacionados aos diferentes tipos de intoxicação. Também abordaremos as matrizes biológicas para a quantificação destes agentes tóxicos. Ao final desta unidade, você deverá identificar os principais solventes e vapores (inalantes), suas classes e características; os sinais e sintomas da intoxicação; as medidas de segurança em casos de intoxicação; conhecer os ácidos e as bases enquanto agentes tóxicos, as principais plantas, fungos e algas tóxicas, entendendo seus efeitos tóxicos, os sinais e sintomas associados, as medidas e possibilidades de tratamento; assimilar as principais espécies de19 1.3 TOXICIDADE E INTOXICAÇÃO ........................................................................................................................ 26 1.4 FATORES DETERMINANTES DA INTOXICAÇÃO .....................................................................................32 CONSIDERAÇÕES FINAIS ....................................................................................................................................... 38 EXERCÍCIO FINAL ....................................................................................................................................................... 39 REFERÊNCIAS .................................................................................................................................................................41 UNIDADE 2 - PRINCÍPIOS DE TOXICOCINÉTICA E TOXICODINÂMICA .................43 INTRODUÇÃO À UNIDADE ...................................................................................................................................... 44 2.1 TOXICOCINÉTICA .................................................................................................................................................. 45 2.1.1 Absorção ..............................................................................................................................................................................53 2.1.2 Distribuição ......................................................................................................................................................................58 2.1.3 Metabolismo .....................................................................................................................................................................61 2.1.4 Excreção .............................................................................................................................................................................64 2.2 TOXICODINÂMICA ................................................................................................................................................70 CONSIDERAÇÕES FINAIS ........................................................................................................................................ 77 EXERCÍCIO FINAL ........................................................................................................................................................79 REFERÊNCIAS ................................................................................................................................................................82 UNIDADE 3 - AGENTES TÓXICOS ..........................................................................................................................83 INTRODUÇÃO À UNIDADE ...................................................................................................................................... 84 3.1 CLASSES DE AGENTES TÓXICOS ................................................................................................................ 85 3.1.1 Solventes e Vapores (Inalantes) .......................................................................................................................85 3.1.2 Hidrocarbonetos ...........................................................................................................................................................88 3.1.3 Ácidos e Bases ..............................................................................................................................................................98 3.1.4 Plantas, Fungos e Algas ........................................................................................................................................ 101 3.1.5 Animais Peçonhentos ............................................................................................................................................108 3.1.6 Metais Pesados .............................................................................................................................................................113 3.3.7 Medicamentos e Drogas de Abuso ............................................................................................................. 121 CONSIDERAÇÕES FINAIS ......................................................................................................................................124 EXERCÍCIO FINAL ......................................................................................................................................................126 REFERÊNCIAS ..............................................................................................................................................................129 UNIDADE 4 - TÓPICOS ESPECIAIS, TOXICOLOGIA FORENSE E ANALÍTICA ..131 INTRODUÇÃO À UNIDADE .....................................................................................................................................132 4.3 MATERIAIS RADIOATIVOS .............................................................................................................................133 4.4 AGROTÓXICOS/PESTICIDAS ........................................................................................................................138 4.4.1 Inseticidas ........................................................................................................................................................................ 141 4.4.2 Herbicidas ......................................................................................................................................................................144 4.4.3 Fungicidas ......................................................................................................................................................................146 4.4.4 Rodenticidas ................................................................................................................................................................ 147 4.5 TOXICOLOGIA AMBIENTAL ............................................................................................................................152 4.6 TOXICOLOGIA DOS ALIMENTOS ..................................................................................................................161 4.7 TOXICOLOGIA FORENSE E ANALÍTICA ....................................................................................................165 CONSIDERAÇÕES FINAIS ...................................................................................................................................... 173 EXERCÍCIO FINAL ...................................................................................................................................................... 175 REFERÊNCIAS .............................................................................................................................................................. 177 1 UNIDADE INTRODUÇÃO À TOXICOLOGIA 12 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE INTRODUÇÃO À UNIDADE Quando você ouve falar em toxicologia, qual é o seu primeiro pensamento? Normalmente, a palavra está associada a algo negativo. Entretanto, veremos que isso não é necessariamente uma verdade absoluta. Na Unidade 1, será possível entender que a toxicologia é cada vez mais importante para nossa sociedade, não só pelo fato de estabelecermos um equilíbrio no uso ou exposição aos diferentes agentes, mas por adotarmos medidas e ações frente à exposição aos agentes, potencialmente, nocivos. Mais do que isso, um agente tóxico, se bem empregado, poderá ser considerado um medicamento. Desta forma, o grande questionamento a se fazer é: Será veneno ou remédio? Assim, nesta primeira unidade, estudaremos o histórico da toxicologia e uma série de conceitos que nos ajudarão a responder a este e a outros questionamentos. 1.1 HISTÓRICO A Toxicologia é uma ciência tão antigaanimais peçonhentos que causam acidentes, as medidas de primeiros socorros e os tratamentos médicos de forma geral; citar os principais metais pesados de interesse da toxicologia; e conhecer os aspectos gerais relacionados aos medicamentos e às drogas de abuso. 85 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE 3.1 CLASSES DE AGENTES TÓXICOS 3.1.1 Solventes e Vapores (Inalantes) Os solventes são um grupo heterogêneo de milhares de compostos químicos que podem dissolver, ou simplesmente permitem a dispersão, de outros produtos químicos. Eles são chamados também de agentes dissolventes ou dispersantes. Essa propriedade os torna úteis em ambientes ocupacionais e domésticos para uma variedade de finalidades, incluindo limpeza e desengorduramento; além do fato de que algumas centenas deles encontram uso como produtos comerciais, muitos como agentes desengraxantes em ambientes industriais. A indústria química utiliza os solventes para processos e reações entre substâncias, muitas vezes para obtenção de outras substâncias químicas – a chamada síntese química. Embora os solventes estejam associados diretamente a alguns locais de trabalho (indústria alimentícia, calçadista, siderúrgica, cosmética, farmacêutica, madeireira, de borrachas e tintas), eles também podem ser facilmente encontrados em casa. Estas substâncias podem causar efeitos cutâneos (desengorduramento e irritação local) e sistêmicos, incluindo efeitos no Sistema Nervoso ou, como acontece com o benzeno, nos elementos formadores do sangue. Os solventes comerciais são frequentemente misturas orgânicas complexas e podem incluir nitrogênio ou enxofre. A gasolina e outros produtos à base de petróleo são bons exemplos de misturas orgânicas contendo esses elementos. A água é o solvente mais comum, chamado de “solvente universal”. Muitos solventes são à base de água, mas há aqueles que à base de hidrocarbonetos, os quais são chamados de orgânicos. Eles têm características lipofílicas e, portanto, são capazes de extrair, dissolver ou suspender gorduras, óleos e ceras, são voláteis (líquidos que se transformam facilmente em vapor e passam ao estado gasoso), extremamente inflamáveis e produzem efeitos tóxicos importantes. Assim, fica claro que uma das principais vias de contato e absorção dos solventes é a inalatória. Entretanto, eles também podem causar intoxicação por meio do trato gastrointestinal e da pele. Os solventes podem ser classificados em: aldeídos, ésteres, cetonas, fenóis, ácidos, aminas e miscelâneas. Os mais comuns pertencem às seguintes classes: 86 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE 1- Hidrocarbonetos Alifáticos: podem ser lineares ou ramificados e muitas vezes estão presentes em misturas. O principal exemplo é o hexano. 2- Hidrocarbonetos Alifáticos Halogenados: são obtidos pela substituição de, pelo menos, um átomo de hidrogênio por átomos halogênicos (flúor, cloro, bromo, iodo e astato). Os exemplos mais conhecidos são o cloreto de metileno (CH 2 Cl 2 ), clorofórmio (CHCl 3 ), tetracloreto de carbono (CCl 4 ) e etilenos clorados. 3- Álcoois Alifáticos: por exemplo, metanol e etanol. 4- Glicóis e Éteres de Glicol (tais como etileno e propilenoglicóis): são usados como anticongelantes, por exemplo, na indústria. A ingestão destas substâncias pode provocar intoxicação com insuficiência renal e problemas neurológicos. Um exemplo é o DEG ou éter de glicol (dietilenoglicol). SAIBA MAIS Você deve ter ouvido falar, muito recentemente, no início de 2020, sobre o caso de intoxicação ocorrido em Belo Horizonte em uma famosa cervejaria local. Para saber mais sobre o caso leia: - Caso Belorizontina: como distinguir uma intoxicação alimentar comum de algo mais grave? Link: https://www.bbc.com/portuguese/brasil-51128766. - Caso Backer: vítimas completam um ano na luta pela saúde e por reparação. Link: https://www.em.com.br/app/noticia/gerais/2021/01/03/interna_gerais,1225489/caso- -backer-vitimas-completam-um-ano-na-luta-pela-saude-e-por-reparacao.shtml. - Caso Backer: saiba como a polícia detectou causa de contaminação de cerveja. Link: https://www.em.com.br/app/noticia/gerais/2020/06/10/interna_gerais,1155364/caso- -backer-saiba-como-a-policia-detectou-causa-de-contaminacao-de-ce.shtml. https://www.bbc.com/portuguese/brasil-51128766 https://www.em.com.br/app/noticia/gerais/2021/01/03/interna_gerais,1225489/caso-backer-vitimas-completam-um-ano-na-luta-pela-saude-e-por-reparacao.shtml https://www.em.com.br/app/noticia/gerais/2021/01/03/interna_gerais,1225489/caso-backer-vitimas-completam-um-ano-na-luta-pela-saude-e-por-reparacao.shtml https://www.em.com.br/app/noticia/gerais/2020/06/10/interna_gerais,1155364/caso-backer-saiba-como-a-policia-detectou-causa-de-contaminacao-de-ce.shtml https://www.em.com.br/app/noticia/gerais/2020/06/10/interna_gerais,1155364/caso-backer-saiba-como-a-policia-detectou-causa-de-contaminacao-de-ce.shtml 87 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE 5- Hidrocarbonetos Aromáticos: o benzeno é provavelmente o que mais preocupa, mas outros, como o tolueno também são usados. 6- Terpenos: encontrados na terebintina e no óleo de pinho. Alguns podem ser encontrados em várias formas misturadas e são usados como inseticidas, bactericidas, fungicidas, solventes de gordura, intensificadores sensoriais, para produção de tintas, graxas e ceras e propelentes de aerossol spray. Estas classes carregam consigo algumas características importantes: • São, no geral, altamente lipossolúveis. Muito certamente, este seja o principal fator que determina seus efeitos tóxicos e sistêmicos. Cabe ressaltar que esta solubilidade é relativa e não absoluta e difere, de forma significativa, entre as diferentes classes de solventes. • Boa parte dos solventes são inflamáveis e explosivos. Curiosamente, alguns são inflamáveis o bastante para serem usados como combustíveis, enquanto outros são utilizados como extintores (grupo dos halogenados). • São, em sua maioria, voláteis, uma característica importantíssima para a exposição ocupacional. Os indivíduos intoxicados com os inalantes podem apresentar alucinações auditivas, visuais ou táteis, bem como delírios que causam profunda confusão e, em alguns casos, esta confusão acaba sendo levada a cabo: Por exemplo, um indivíduo que imagina poder voar! Além disso, dois ou mais dos seguintes sinais podem surgir após a exposição (ou durante ela) aos inalantes: tontura, nistagmo (movimento involuntário dos olhos), fala arrastada, letargia, ataxia (andar cambaleante), tremor, reflexos deprimidos, visão turva, estupor, euforia e coma. O tratamento das intoxicações agudas é, tão somente, sintomático. Quando esta intoxicação for grave, pode haver uma urgência médica (arritmia cardíaca, depressão respiratória, convulsões ou coma), devendo o atendimento do indivíduo ser realizado imediatamente. Por fim, a prática da inalação dos vapores dos solventes (de forma voluntária) que alteram o comportamento e/ou o humor remonta a passados distantes. Estas substâncias já foram utilizadas para intensificar experiências religiosas ou místicas. Cola de sapateiro, removedores, tíner, vernizes, acetona, esmalte, “cheirinho” ou “loló” são bons exemplos de solventes utilizados de forma voluntária e abusiva. Os abusadores de solventes não se consideram dependentes ou “viciados em drogas”, e o tratamento 88 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE da dependência, realizado em CAPS (Centro de Assistência Psicossocial) ou em ambulatórios, segue as regras do protocolo de acolhimento para dependentes químicos. As chamadas comunidades terapêuticas poderão ser acionadas para usuários de longa data, necessitando de ambiente favorável que estimule, de fato, a mudança de hábitos. SAIBA MAIS Impossível seria terminar este subtópico e não falar sobre o Formaldeído, popularmente conhecido como Formol (CH2O). Este é um agente químico que pertence à classe dos aldeídos, produzido em larga escala, o qual foi (e continua sendo)muito utilizado para preservação de peças anatômicas. Este agente tóxico teve um incremento de produção nos anos 2000, nas fórmulas de pro- dutos para alisamento e redução de volume dos fios de cabelo. O maior risco de exposição é o ocupacional, em laboratórios, hospitais ou indústrias. Todavia, o formol também é expelido após emissão de veículos, usinas elétricas, incineradores, refinarias de petróleo, fogões à lenha, aquecedores (a querosene), incêndios e na fumaça do cigarro. Os efeitos agudos são irritações nos olhos, no trato gastrointestinal e nas membranas mucosas das vias respiratórias. Os efeitos crônicos se relacionam à asma, tosse, chiado, edema pulmonar, câncer de nasofaringe e leucemia. 3.1.2 Hidrocarbonetos O grupo dos compostos hidrocarbonetos (Figura 15), considerados os mais extensos de todos, é formado essencialmente por carbono e hidrogênio, subdividindo-se em: alifáticos e aromáticos. Os alifáticos podem ser classificados em hidrocarbonetos de cadeia aberta ou de cadeia fechada; já os hidrocarbonetos aromáticos deverão conter um ou mais anéis benzênicos. 89 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE Figura 15 - Estrutura de alguns Hidrocarbonetos. Fonte: Adaptada pelo autor (2020), a partir de Furmaga, Kleinschmidt e Sharma (2016). Os hidrocarbonetos que possuem uma estrutura pequena ou baixo peso molecular são gases. De forma interessante, conforme aumentam os números de carbono, eles começam a se apresentar na forma de líquidos até chegar, finalmente, ao estado sólido. Os principais exemplos de hidrocarbonetos, de interesse para toxicologia são: benzeno, tolueno, xileno e os hidrocarbonetos policíclicos. 9 Benzeno Presente no petróleo, no carvão e em condensados de gás natural, é encontrado no estado líquido, de forma incolor e transparente. É altamente lipossolúvel, volátil, inflamável e possui odor característico – adocicado e agradável. As exposições ambiental e ocupacional são as que mais chamam a atenção, principalmente no ambiente doméstico, indústria petrolífera, de produtos de borracha e plástico, produtos químicos e pesquisa geral. Além disso, algumas fontes naturais de benzeno incluem emissões de gases de vulcões e incêndios florestais. O benzeno, de fórmula C 6 H 6 (Figura 16), pode ser absorvido por via respiratória ou cutânea. Ele pode produzir anemia aplástica, leucemia, dano cromossômico e imunotoxicidade. Os mecanismos relacionam-se à ligação covalente dos metabólitos reativos às proteínas e ao DNA. A substância é metabolizada, principalmente no fígado, em uma série de produtos fenólicos e de anéis abertos e seus conjugados. A anemia aplástica induzida pelo benzeno parece envolver a ação combinada de vários metabólitos, agindo juntos nas células- tronco e progenitoras iniciais, bem como nas células blásticas iniciais (pronormoblastos e normoblastos), inibindo a maturação e amplificação. Os metabólitos do benzeno também inibem a função das células do estroma, necessárias para apoiar o crescimento das células em diferenciação e maturação da medula. 90 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE Figura 16 - Estrutura 3D do Benzeno. Fonte: Shutterstock (2021). Os metabólitos do benzeno não funcionam bem enquanto mutagênicos, mas são altamente clastogênicos, produzindo aberrações cromossômicas, troca de cromátides irmãs e micronúcleos. O benzeno demonstrou ser um agente carcinogênico de múltiplos órgãos em animais. Estudos epidemiológicos demonstram que o benzeno é um leucemogênico humano. Ainda hoje é necessário definir melhor a extremidade inferior da curva dose-resposta para o benzeno como um leucemogênico humano. IMPORTANTE Agentes carcinogênicos são identificados por sua capacidade de causar câncer em trabalhadores expostos, outras populações humanas ou em animais de experimentação. Muitos cânceres ocupacionais têm um longo período de latência, o que signifi- ca que o câncer pode se desenvolver em um período de 10 a 20 anos, ou mais tempo, após a ex- posição ao carcinógeno. Exemplos: amianto, benzeno, cloreto de vinil e tetracloreto de carbono. Agentes mutagênicos podem causar alterações (mutações) no material genético (DNA) de células de pessoas ou animais de experimentação, que não é reparado no momento da replica- ção celular e que pode resultar em doenças ou anormalidades nas gerações seguintes. Exem- plos: clorofórmio, óxido de etileno, benzeno, chumbo e cloreto de vinil. Agentes teratogênicos e embriotóxicos podem causar defeitos de nascença, anormalida- des, atrasos no desenvolvimento ou morte na prole dos animais, sem causar efeito prejudicial 91 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE significativo sobre a mãe. Esses materiais são geralmente identificados, usando animais de laboratório, e podem causar efeitos semelhantes em humanos. Exemplos: monóxido de carbono, chumbo e xileno. Um agente clastogênico é aquele que pode causar quebras nos cromossomos que resul- tam em ganho, perda ou rearranjos de segmentos cromossômicos. Em baixos níveis de exposição, o benzeno é rapidamente metabolizado e excretado predominantemente como metabólitos urinários conjugados. Em níveis de exposição mais altos, as vias metabólicas parecem se tornar saturadas, e grande parte de uma dose absorvida passa a ser excretada como composto original no ar exalado. Os efeitos agudos da intoxicação pelo benzeno relacionam-se à irritação das mucosas (respiratórias e oculares) e edema pulmonar. A absorção provocará efeitos sobre o sistema nervoso central, causando excitação, sonolência, narcose, tonturas, cefaleia, convulsões, perda de consciência e morte, além de náuseas, taquicardia, tremores e dificuldade respiratória. Não existe tratamento medicamentoso específico para os casos de intoxicação pelo benzeno. 9 Tolueno É um líquido límpido e incolor, com um cheiro característico (doce) e altamente inflamável. O tolueno (Figura 17) ocorre naturalmente no petróleo bruto e na árvore “Bálsamo de tolu” (de ocorrência em toda América, do México ao norte da Argentina). O solvente é produzido no processo de fabricação da gasolina e outros combustíveis à partir do petróleo bruto e do carvão coque (um tipo de carvão de alto rendimento para siderurgia). 92 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE Figura 17 - Estrutura 3D do Tolueno. Fonte: Shutterstock (2021). O tolueno é usado na fabricação de tintas, diluentes, esmaltes, lacas, adesivos, borracha, tabaco e em alguns processos de impressão e curtimento de couro. É usado na produção de benzeno, náilon, plásticos e poliuretano e na síntese de trinitrotolueno (TNT), ácido benzoico, cloreto de benzoíla e tolueno diisocianato. Também pode ser adicionado à gasolina, junto com benzeno e xileno, para melhorar as taxas de octanagem. Este agente tóxico pode ser liberado no ar, na água (águas superficiais ou subterrâneas) e no solo, nos locais onde é produzido ou utilizado. Ele é comumente encontrado no ar, principalmente quando há tráfego intenso de veículos. Desta forma, amostras de ar interno podem conter níveis mais elevados de tolueno em locais próximos a grandes centros e, até mesmo, onde produtos como diluentes de tinta, solventes ou produtos de tabaco são usados. O tolueno também pode vazar de tanques de armazenamento subterrâneo em postos de gasolina e outras instalações. Quando produtos contendo tolueno são colocados em aterros ou locais de deposição de resíduos, ele facilmente entrará no solo e na água perto do aterro. É possível que o tolueno se decomponha em águas subterrâneas (abaixo do solo), principalmente por microrganismos anaeróbicos. Além disso, ele pode evaporar prontamente no ar, ou ser degradado por microrganismos em águas superficiais. 93 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE Ao falarmos em intoxicação, é o sistema respiratório a principal via de exposição ao tolueno. Após ser inalado, ele será rapidamente conduzido aos pulmões, absorvido e difundido (distribuído) por meio da circulação sistêmica. Em experimentos deinalação com animais de laboratório, quantidades consideráveis de tolueno foram quantificadas no tecido adiposo, adrenais, pele, rins, fígado, pulmão e cérebro. Quando realizada com camundongos, a inalação de tolueno revelou que este agente tóxico pode se distribuir nos fetos. A transferência transplacental para um feto humano também já foi relatada. A principal via do metabolismo do tolueno em humanos e animais de laboratório envolve a oxidação da cadeia lateral, por ação sequencial do citocromo P-450, álcool desidrogenase e aldeído desidrogenase, levando à formação do ácido benzoico que, após conjugação com glicina, resulta em ácido hipúrico, o principal metabólito urinário. Metabólitos menores incluem orto- e para-cresol. Algo em torno de 70% a 80% de uma dose absorvida em humanos será convertida em ácido benzoico, enquanto de 7% a 20% será excretado como tolueno inalterado no ar expirado. A meia-vida (T 1/2 ) de eliminação na respiração é de 25 minutos. NA PRÁTICA O ácido hipúrico urinário é um dos principais metabólitos do tolueno e, há muito tempo, é considerado um biomarcador de exposição. No entanto, o peso da evidência sugere que sua confiabilidade é limitada em níveis baixos de exposição, sendo dependente de condições de exposição bem específicas e genótipos específicos para produção da enzima aldeído desidrogenase. Para conhecer um pouco mais sobre o exame de detecção do ácido hipúrico, acesse o site indicado abaixo. Link: https://laboratoriobiolabor.net/portfolio/acido-hipurico-urina-2/. A gravidade da intoxicação dependerá da intensidade da exposição. Em menor grau, pode haver irritação dos olhos e garganta. Em alguns indivíduos, podem ocorrer processos alérgicos pelo simples contato (pele ou inalação). Efeitos de intoxicação, como cefaleia, confusão e tonturas, podem existir, se a exposição for, de fato, prolongada. Finalmente, sabe-se que o tolueno pode levar à dependência. Ele é um depressor https://laboratoriobiolabor.net/portfolio/acido-hipurico-urina-2/ 94 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE do Sistema Nervoso Central e tem um mecanismo de ação muito semelhante ao do álcool. Com quantidades abusivas, pode-se observar sinais e sintomas mais graves, como náusea, anorexia, confusão, hilaridade, perda do autocontrole, perdas momentâneas de memória, nervosismo, fadiga muscular, insônia, narcose e até efeitos de intoxicação aguda, como alucinações e desorientação. Não existe nenhum antídoto utilizado como tratamento da intoxicação pelo tolueno. O tratamento é de suporte respiratório e cardiovascular. 9 Xileno É um hidrocarboneto aromático, amplamente utilizado como solvente na indústria e na área biomédica. É um gás ou líquido incolor, de cheiro doce, que ocorre naturalmente no petróleo, carvão e alcatrão de madeira. Ele tem uma fórmula química de C 6 H 4 (CH 3 ) 2 e é referido como “dimetil benzeno”, porque consiste em um anel de seis carbonos, ao qual dois grupos metil estão ligados (Figura 18). O xileno existe em três formas isoméricas: orto-, meta- e para-xileno. Figura 18 - Estrutura 3D do o-xileno. Fonte: Shutterstock (2021). 95 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE O xileno é usado como solvente nas indústrias de impressão, borracha, tintas e couro. É encontrado em pequenas quantidades no combustível de aviões, na gasolina e fumaça de cigarro. Na odontologia, utiliza-se o xileno em laboratórios histológicos, para processamento de tecidos, coloração e em retratamento endodôntico, na etapa de remoção do material obturador (usualmente guta-percha e cimento). Em procedimentos de coloração de lâminas histológicas, suas excelentes capacidades de desparafinação e limpeza contribuem para lâminas de melhor qualidade e brilhantemente coradas. A exposição ao xileno pode ocorrer por inalação, ingestão, contato com os olhos ou pele. Ele é metabolizado principalmente no fígado, por oxidação de um grupo metil e conjugação com glicina, para produzir ácido metil hipúrico, o qual é excretado na urina. Quantidades menores são eliminadas inalteradas no ar exalado, existindo um baixo potencial de acúmulo. O xileno causa efeitos à saúde tanto por exposição aguda (menor que 14 dias) quanto crônica (maior que 365 dias). O tipo e a gravidade dos efeitos na saúde dependem de vários fatores, incluindo a quantidade de produto químico, ao qual a pessoa se expõe, e a duração desta exposição. Os indivíduos também reagem de maneira distinta a diferentes níveis de exposição. Não existem evidências adequadas da carcinogenicidade do xileno em humanos. IMPORTANTE O metabólito final do xileno é o ácido metil hipúrico. O ácido hipúrico e o ácido metil hipúrico são os principais metabólitos do tolueno e do xileno, respecti- vamente. A exposição ocupacional aos solventes pode ser monitorada pela excreção destes compostos na urina. Outros compostos como o estireno e o etilbenzeno, e mesmo alguns conservantes alimenta- res, podem estar associados ao aumento dos níveis urinários de ácido hipúrico e metil hipúrico. A dosagem destes ácidos é realizada por cromatografia líquida de alta pressão (HPLC). Após a inalação, cerca de 60% do xileno será retido nos pulmões. A toxicidade aguda promoverá sinais e sintomas relacionados ao SNC (náusea, dores de cabeça, 96 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE ataxia, confusão, depressão respiratória e coma). Além disso, os vapores de xileno são irritantes para pele, nariz e garganta. Em casos de emergência, é necessário retirar a vítima, levando-a para local arejado, a fim de evitar a continuidade da exposição. 9 Hidrocarbonetos Aromáticos Policíclicos Estes compostos são representados por uma série de misturas complexas de substâncias que possuem dois ou mais anéis aromáticos condensados. São considerados poluentes ambientais persistentes que reagem com o DNA, tornando-se, desta forma, agentes carcinogênicos e potencialmente mutagênicos. Alguns exemplos de compostos são: naftaleno, acenafteno, antraceno, fluoreno, fenantreno, pireno, benzopireno, criseno, dentre outros. Do ponto de vista químico, são agentes tóxicos pouco solúveis em água, e sua solubilidade diminui cada vez mais, com o aumento do número de anéis aromáticos. Então, podemos dizer que quanto mais anéis tiverem, mais lipossolúveis serão. Já do ponto de vista da volatilidade, quanto menos anéis aromáticos, mais voláteis são estes compostos. Consequentemente é de se esperar que esses agentes sejam encontrados na atmosfera na forma gasosa ou adsorvida no material em questão, como o solo. Nos organismos, o tempo de meia-vida dos compostos de maior peso molecular, ou seja, com mais anéis aromáticos, é relativamente mais elevado. A principal fonte dos hidrocarbonetos aromáticos é a combustão incompleta de material orgânico de fontes naturais (queimadas e emissões vulcânicas) ou antropogênicas (queima de madeira para produção de carvão, refino do petróleo, incineração de resíduos domésticos e industriais, queima de matéria orgânica, geração de energia de combustíveis fósseis, fumo do tabaco, incêndios e emissão de motores, especialmente a diesel). Segundo Paz e colaboradores (2017), foi encontrada associação direta do método de cocção empregado com o aumento dos níveis de Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos (HPA) nos alimentos e a formação de novos compostos. A fonte térmica aplicada, a composição do alimento, o tipo de óleo utilizado, especialmente nos processos de fritura, bem como o tipo de tratamento empregado ao alimento antes da cocção são fatores que influenciam o teor de HPA no produto final. Estes compostos são rapidamente absorvidos por todas as vias de exposição (inalatória, oral ou dérmica). A absorção dérmica chama a atenção, ocorrendo por difusão passiva, que representar até 90% da quantidade absorvida pelo organismo. Já, por via 97 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE inalatória, a intoxicação poderá variar, de acordo com a contaminação atmosféricaou, em ambientes fechados, de acordo com as fontes emissoras, como o fumo ou incineradores. Além disso, eles se distribuem por quase todos os tecidos, principalmente o adiposo, mas devido ao rápido metabolismo, não há acúmulo significativo. O processo metabólico, por sinal, é complexo e realiza-se em praticamente todos os tecidos corporais. O armazenamento destas substâncias e seus metabólitos ocorrerá principalmente nos rins e fígado, com pequenas quantidades nas glândulas adrenais, baço e ovários. Os hidrocarbonetos atravessam a barreira placentária e podem ser encontrados no feto, em níveis menores que os da mãe. As rotas de eliminação são predominantemente as fezes (lembre-se do ciclo entero-hepático) e, em níveis menores, a urina, o que torna estas substâncias detectáveis nela. SAIBA MAIS Para todos os hidrocarbonetos, poderão ser tomadas as seguintes medidas: - Se o agente ou uma solução contendo tal solvente entrar em contato com os olhos, lave-os imediatamente com bastante água por, no mínimo, 15 min, levantando as pálpe- bras superior e inferior. • A pele contaminada deve ser lavada com água e sabão por pelo menos 15 min. • Se os vapores forem inalados, a vítima deverá ser levada imediatamente para o ar fresco. Um médico deverá ser procurado imediatamente. Se a vítima não estiver respirando, será necessária a manobra de Ressuscitação Cardiopulmonar (RCP); se estiver respirando com dificuldade, oxigênio medicinal deverá ser ofertado. A vítima deverá permanecer aquecida e quieta, até a chegada de ajuda médica. • Se for ingerido algum destes agentes, ou uma solução que os contenha, dê à vítima grandes quantidades de água para beber. Ajuda médica deverá ser procurada imedia- tamente. Mantenha a vítima aquecida e quieta, até a chegada de ajuda. Não deverá ser induzido o vômito, se a pessoa estiver inconsciente, tendo em vista que está associado ao perigo de aspiração pulmonar. 98 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE 3.1.3 Ácidos e Bases Os ácidos e as bases são as substâncias mais comuns usadas em laboratórios, estando envolvidas em importantes processos biológicos, além de sínteses essenciais para a manutenção da vida. Estas substâncias são conhecidas há muito tempo, sendo que o nome “ácido” é usado desde a antiguidade; o termo “álcali”, que designa as bases, é usado desde a Idade Média, e o nome “base” é datado do Século XVIII. ATENÇÃO Por acaso você já teve azia? Esta sensação de queimação no peito não é o seu coração, mas o ácido do estômago sendo empurrado para o esôfago. A sensação de queimação ocorre, porque o ácido está danificando o revestimento do esôfago. No estômago, o ácido nos ajuda a digerir nossos alimentos, quebrando as ligações químicas. No entanto, quando escapa da segurança do estômago, pode danificar nossos tecidos. E cla- ro, os ácidos também podem ser encontrados fora de nosso corpo, como em produtos químicos usados na fabricação e limpeza. Alguns exemplos de ácido são: Ácido Sulfúrico (H 2 SO 4 ), Cianetos (dos quais derivam o Ácido Cianídrico - HCN), Ácido Nítrico (HNO 3 ), Ácido Clorídrico (HCl) e Sulfetos de Hidrogênio (H 2 S). São alguns exemplos de bases: Hidróxido de Sódio (NaOH), Hidróxido de Potássio (KOH) e Hidróxido de Amônio (NH 4 OH). 99 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE SAIBA MAIS Vale a pena conhecer um pouco mais sobre os ácidos e as bases. O site “Chemical Risk” traz algumas informações interessantes e importantes na matéria - “Produtos corrosivos: qual a toxicidade e os perigos à saúde?”. Acesse o link: https://www.chemicalrisk.com.br/produtos-corrosivos/. De acordo com a teoria dos ácidos e bases de Arrhenius, os ácidos são substâncias químicas que, em meio aquoso, sofrem ionização e podem doar o íon de hidrogênio (H+), ou, em termos mais corretos, o íon hidrônio (H 3 O+). As bases são o oposto dos ácidos, entretanto são igualmente prejudiciais. Álcalis são básicos, o que significa que podem aceitar o íon de hidrogênio. Em outras palavras, de acordo com Arrhenius, as bases são substâncias que, em meio aquoso, sofrem dissociação iônica e liberam a hidroxila (OH-) como íon. Na verdade, alguns álcalis são tão básicos que retiram átomos de hidrogênio de outras moléculas, danificando- as. Água sanitária e limpador de ralos (soda cáustica) são exemplos de agentes básicos encontrados em nossas casas. Infelizmente, centenas de milhares de pessoas são intoxicadas por ácidos e bases todos os anos. Mas por que os ácidos e as bases são tão prejudiciais ao corpo? Os ácidos doam íons de hidrogênio para outras moléculas, quando entram em contato com o corpo. Tal dissociação pode resultar na interação destes íons com outras moléculas e, se elas fizerem parte de nossas células, podem ser danificadas e morrer, causando danos ao corpo. Isso tudo perturba, por exemplo, a estrutura molecular das proteínas dentro da célula. Também, quando as proteínas entram em contato com ácidos, elas desnaturam, ou se partem. Este é o mecanismo que pode causar necrose coagulativa, um processo em que o tecido superficial morre, formando uma massa coagulada. No entanto, fique atento: embora danifique o tecido superficial, o coágulo protege o tecido subjacente contra danos. A gravidade da lesão causada dependerá do volume e da força do ácido ingerido. O ácido tende a se acumular acima do esfíncter pilórico, próximo à conexão entre o estômago e o intestino delgado. A exposição prolongada pode causar cicatrizes e coagulação mais intensas, que entre 3 e 4 dias podem se transformar em uma perfuração no revestimento do estômago ou do intestino. A perfuração é uma condição médica séria, pois as bactérias https://www.chemicalrisk.com.br/produtos-corrosivos/ 100 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE da luz do trato gastrointestinal têm acesso à cavidade corporal, o que pode levar à sepse, uma resposta potencialmente fatal à infecção. Ao contrário dos ácidos, as bases destroem o tecido e continuam a penetrar mais profundamente no corpo. Álcalis emulsificam lipídios ou gorduras. Os lipídios constituem a membrana celular e, portanto, a exposição aos lipídios interrompe imediatamente a estrutura celular, em um processo denominado necrose liquefativa. Como as células essencialmente derretem, o álcali é capaz de infiltrar-se ainda mais no corpo, causando danos profundos aos tecidos. As bases tendem a afetar mais o esôfago do que o estômago. Elas se fixam no revestimento do esôfago e começam a penetrar nos tecidos mais profundos, com relativamente pouca quantidade atingindo o estômago. Os álcalis reagem com uma proteína chamada colágeno nas profundezas dos tecidos, causando seu inchaço. Com uma exposição suficientemente grave, o inchaço pode tornar-se tão grave que as vias respiratórias ficam bloqueadas. Assim, o quadro clínico dependerá do tipo de exposição, volume e concentração do agente. Inicialmente, o quadro será semelhante, seja pela exposição aos ácidos ou às bases, havendo algumas diferenças quanto à sintomatologia e ao tratamento. Após a ingestão, aparecerá dor intensa com espasmo reflexo da glote, podendo determinar morte por asfixia. Também poderão surgir vômitos, desidratação, edema e inflamação da boca, língua e faringe. Produtos sólidos determinam, com maior frequência, lesões na boca, esôfago e parte superior do estômago. Contato com a pele produz grave queimadura, edema, vesículas e necrose. No contato com os olhos, a exposição rápida promove lacrimejamento, hiperemia conjuntival e fotofobia. Nos casos mais graves ocorrem dores intensas, edema de conjuntiva e de pálpebras e ulcerações de córnea. As consequências são complicações, como: destruição anatômica, perfuração de vísceras, tosse, estridor (som agudo produzido pelo fluxo turbulento de ar), dispneia, cianose, esofagite cáustica, estenoses (estreitamento patológico de um conduto, canal ou orifício). Finalmente, no que diz respeito ao tratamento, ao contrário da crença popular,você não poderá neutralizar um ácido com uma base ou vice-versa, dentro de um paciente. Isso produz uma reação exotérmica que libera muito calor e pode causar queimaduras ainda piores no trato gastrointestinal. É preciso reunir o máximo de informações possíveis sobre o produto químico, possivelmente obtendo a Ficha de Informação de Segurança de Produtos Químicos (FISPQ), até a chegada da equipe de emergência. Assim, o tratamento, a princípio, será o de não provocar o vômito, nem submeter o paciente à lavagem gástrica. Não deverá ser feita a neutralização, e o paciente não poderá receber nenhum tipo de alimento. O uso de corticoides (fármacos anti-inflamatórios 101 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE esteroidais) ainda é bastante controverso. O tratamento será, essencialmente, de suporte com hidratação, antibióticos, internação hospitalar e analgésicos. A endoscopia digestiva alta poderá ser feita, de preferência, nas primeiras 24 horas. 3.1.4 Plantas, Fungos e Algas Aqui, você deve se lembrar de dois termos importantes, já discutidos na Unidade I: agente tóxico e toxina. Um agente tóxico é qualquer produto químico, natural ou sintético, capaz de causar um efeito deletério em um organismo vivo. Uma toxina é um agente tóxico, produzido por um organismo vivo, e não deve ser usado como sinônimo de agente tóxico. Desta forma, todas as toxinas são agentes tóxicos, mas nem todos os agentes tóxicos são toxinas. Toxinas, produzidas por animais, plantas, insetos ou micróbios são geralmente produtos metabólicos, os quais evoluíram como mecanismos de defesa, com o objetivo de repelir ou matar predadores ou patógenos. A ação das toxinas naturais é, há muito tempo, reconhecida. Civilizações antigas usavam toxinas naturais para fins medicinais (terapêuticos) e criminais. Ainda hoje, continuamos a descobrir e compreender a toxicidade dos produtos naturais, alguns para fins farmacêuticos/terapêuticos, cuja segurança e eficácia são testados, e alguns para outros fins menos louváveis, como guerras biológicas ou químicas. 9 Plantas Frequentemente, considera-se a grande variedade de substâncias químicas produzidas pelas plantas (geralmente referidas como compostos ou metabólitos secundários), como evoluídas para exercer mecanismos de defesa contra animais herbívoros, particularmente insetos e mamíferos. Estes compostos podem ser repelentes, mas não particularmente tóxicos, ou podem ser agudamente tóxicos (fitotoxinas) para uma ampla gama de organismos. Eles incluem compostos de enxofre, lipídios, fenóis, alcaloides, glicosídeos e muitos outros tipos de substâncias. 102 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE Muitas das drogas comuns de abuso, como cocaína, cafeína, nicotina, morfina e os canabinoides são toxinas de plantas. Além disso, muitos produtos químicos que se mostraram tóxicos são, na verdade, constituintes de plantas que fazem parte da dieta humana. Por exemplo, o carcinógeno safrol e compostos relacionados são encontrados na pimenta-do-reino. Solanina e chaconina, que são inibidores da colinesterase e possíveis teratógenos, são encontrados em batatas, e os quininos e os fenóis são comuns em vários alimentos. Paralelamente, o envenenamento de gado por plantas ainda é um problema veterinário importante em muitas regiões do mundo. As plantas tóxicas são, em sua maioria, ornamentais e podem ser facilmente encontradas em nossas casas (vasos, jardins, quintais), ou mesmo em parques, terrenos, praças, bosques. A maior parte das intoxicações ocorre, quando elas são ingeridas ou manipuladas, principalmente por crianças (na faixa etária de 0 a 7 anos) ou pequenos animais (cães e gatos). Nos adultos, chama a atenção o uso inadequado, o uso com a finalidade alucinogênica ou abortiva. Algumas das mais conhecidas plantas tóxicas são: chapéu-de-Napoleão, Comigo- ninguém-pode, Tinhorão, Taioba-brava, Copo de leite, Bico de papagaio, Coroa de Cristo, Pinhão roxo, Bucha paulista, Avelós, Mandioca brava, Mamona, Cinamomo, Arruda, Antúrio, Estramônio, Aroeira, Saia branca, Urtiga e Espirradeira (Figura 19). Figura 19 - Exemplos de plantas tóxicas, da esquerda para direita: Copo de leite (Zantedeschia aethiopi- ca), Mandioca brava (Manihot esculenta), Urtiga (Urtica dioica). Fonte: Shutterstock (2021). No geral, todas as partes destas plantas são tóxicas. A comigo-ninguém-pode apresenta como agentes tóxicos o oxalato de cálcio e as saponinas, a Taioba-brava e o Copo de leite também têm como composto tóxico o oxalato de cálcio. A Saia branca produz alcaloides beladônicos (atropina, escopolamina e hioscina), e o Bico de papagaio e Coroa de cristo produzem um látex irritante. 103 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE Por outro lado, algumas delas podem ter as toxinas em algumas estruturas. Por exemplo, a mandioca brava tem como partes tóxicas suas raízes e folhas (agentes tóxicos: glicosídeos cianogênicos); já a Mamona apresenta toxicidade nas suas sementes (agentes tóxicos: toxalbumina, em especial, a ricina); no Cinamomo, as fitotoxinas estão nos seus frutos (agente tóxico: limonoides). De forma interessante, esta é uma planta usada popularmente como inseticida. Por fim, a Urtiga tem como principais partes tóxicas os pelos urticantes do caule e das folhas (agentes tóxicos: histamina, acetilcolina e serotonina). Os principais sinais e sintomas estão associados à dor ou queimação na boca, salivação excessiva, dificuldade de engolir, edema (lábios e pálpebras), reação dérmica local (vermelhidão, coceira e bolhas), dificuldade visual, náusea, vômitos, cólicas abdominais, diarreia, tonturas, asfixia, depressão do Sistema Nervoso Central e distúrbios cardíacos. O diagnóstico médico e a identificação da espécie vegetal que levou à intoxicação podem ser difíceis. Entre os fatores dificultadores, estão o não relato pelo paciente do consumo ou o contato direto com determinada planta, a escassez de informações a respeito do potencial tóxico das espécies e a ausência de profissional adequado para a identificação correta da planta nos pontos de atendimento. As análises toxicológicas podem ajudar o diagnóstico de intoxicação ou na identificação de casos de abuso de algumas espécies vegetais. Geralmente, o tratamento, nos casos de intoxicação, é sintomático e de suporte. Logo, o conhecimento das espécies tóxicas da região, em particular as ornamentais, pode ser de grande auxílio. ATENÇÃO! Você sabe o que fazer, se alguém se intoxicar com uma planta? Fique atento às seguintes medidas: a primeira coisa é, obviamente, manter as plantas fora do alcance de crianças e animais. Depois, é importante conhecer um pouco das características da espécie em questão. Valem também as atitudes educativas: ensinar as crianças a não coloca- rem plantas na boca, nem utilizar em brincadeirinhas (fazer comidinha e tirar leite, por exemplo). Também é importante não fazer remédios ou receitas caseiras de chás (sem o conhecimento das plantas), não comer folhas, frutos ou raízes desconhecidas. Por fim, em caso de acidente, sempre deverá ser procurada orientação de profissional habilitado, ou consultar o Centro de 104 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE Assistência Toxicológica (CEATOX). Lembre-se: não existem regras ou testes seguros para distin- guir as plantas comestíveis das tóxicas, e nem sempre o cozimento elimina as toxinas da planta. 9 Fungos A ampla gama de estruturas químicas e atividades biológicas entre a extensa classe de metabólitos fúngicos não pode ser resumida brevemente. As micotoxinas de maior interesse são aquelas encontradas na alimentação humana ou na alimentação de animais domésticos. Elas incluem os alcaloides do Ergot (ou da cravagem), produzidos por Claviceps sp. (esporão do centeio), as aflatoxinas e compostos relacionados, produzidos por Aspergillus sp., e os tricotecenos, produzidos por vários gêneros de fungos, em especial, o Fusarium sp. Os alcaloides do Ergot são conhecidos por afetarem o SistemaNervoso e por serem vasoconstritores. Historicamente, eles foram implicados em epidemias de gangrena e ergotismo convulsivo (fogo de Santo Antônio). Estes compostos também têm sido usados como abortivos. Surtos de ergotismo em gado ainda ocorrem com certa frequência, sendo eles de preocupação da medicina veterinária. O fungo C. purpurea possui alcaloides peptídeos, divididos em dois grupos estruturais: os alcaloides de aminoácidos (ergotamina) e os alcaloides de aminas e compostos afins (ácido lisérgico e ergonovina). As aflatoxinas são produtos do fungo, comumente encontrado como contaminante de grãos, milho e amendoim. A princípio, ele foi implicado em doenças avícolas, sendo subsequentemente relacionado a cânceres em animais experimentais e, a partir de estudos epidemiológicos, em humanos. A aflatoxina B1, a mais tóxica das aflatoxinas, deve ser ativada enzimaticamente, para exercer seu efeito cancerígeno. Os tricotecenos são uma grande classe de metabólitos fúngicos sesquiterpenoides, produzidos particularmente por membros dos gêneros Fusarium e Tricoderma. Eles são agudamente tóxicos, exibindo atividade bactericida, fungicida e inseticida, bem como podem causar vários sintomas clínicos em mamíferos, incluindo diarreia, anorexia e ataxia. Estas toxinas têm sido implicadas em intoxicações naturais em humanos e animais, estando no centro de uma contínua controvérsia sobre seu possível uso como agentes químicos de guerra. A absorção da maior parte das micotoxinas começa no trato gastrointestinal, afetando significativamente os tecidos renais. Uma grande incidência de câncer hepático 105 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE evidencia uma maior absorção destes compostos pelo fígado. As formas mais utilizadas de análise e detecção das micotoxinas são as cromatografias líquida, gasosa e de alta eficiência. Porém, alguns testes mais simples têm sido utilizados, tais como fitas de imunocromatografia, auxiliando na inspeção de subprodutos da agricultura. O tratamento das micotoxicoses baseia-se em protocolos sintomatológicos e de suporte, pois ainda não há um tratamento específico contra as micotoxinas, visto que existe grande variação individual, em relação à severidade da intoxicação. O tratamento vai variar de acordo com o indivíduo, gravidade das lesões e órgãos acometidos. A medida primordial será excluir da dieta todo alimento suspeito. Também poderá se instituir uma alimentação segura, com suplementação de colina, metionina e n-acetilcisteína. SAIBA MAIS As micotoxinas também podem ser usadas para fins benéficos. As avermecti- nas são um grupo de 16 membros de endectocidas (antiparasitários que têm ação contra parasitas internos e externos), pertencentes a lactonas macrocíclicas, de origem semis- sintética ou natural. Elas são produzidas a partir dos produtos da fermentação do actinomiceto do solo, Streptomyces avermitilis, sendo amplamente utilizadas em todo o mundo na medicina veterinária e humana. Na agricultura/horticultura, são agentes que controlam insetos em muitas plantações e plantas ornamentais. Estas toxinas, especialmente a abamectina, ivermectina, eprinomectina, doramectina, selamectina, dentre outras, estão atualmente gerando considerável interesse, tan- to como inseticidas, quanto para o controle de infecções por nematoides parasitas (de animais domésticos e humanos). 9 Algas Toxinas de algas são representadas por uma série de produtos químicos derivados de muitas espécies de cianobactérias (bactérias verde-azuladas), dinoflagelados e diatomáceas. As toxinas produzidas por estes organismos de água doce e marinhos, 106 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE frequentemente se acumulam em peixes e crustáceos, causando intoxicação, tanto em humanos quanto em animais, bem como mortandade de peixes. Ao contrário de muitas das toxinas microbianas, toxinas de algas são geralmente estáveis ao calor (termoestáveis) e, portanto, não são alteradas por métodos de cozimento, o que aumenta a probabilidade de exposição humana e intoxicação. CURIOSIDADE A eutrofização é um processo pelo qual ecossistemas aquáticos, como lagos, estuários ou riachos de movimento lento, recebem nutrientes em excesso, os quais estimulam o crescimento excessivo de algas. Elas podem produzir toxinas, contaminando a água e os organismos que vivem ali e, consequentemente, os que se alimentam deles, inclusi- ve a espécie humana. Além disso, mesmo que estas algas não produzam toxinas, elas podem formar uma densa camada sobre a superfície da água, impedindo a passagem da luminosidade, para a realização de fotossíntese de algas e plantas que estão abaixo delas, causando-lhes a morte. A morte destes organismos acarreta um aumento de matéria orgânica (Figura 20), provo- cando a diminuição da concentração de oxigênio na água e ocasionando a morte de diversos outros organismos. Um ciclo que só tende a se intensificar e acelerar o processo de decompo- sição da matéria orgânica, a qual passará a ser realizada de forma anaeróbica (devido à falta de oxigênio), o que aumentará a produção de gases tóxicos nesses ambientes. Figura 20 - A poluição da água, devido ao extenso crescimento de pequenas plantas aquáticas e algas causa a eutrofização e torna-se inutilizável. Fonte: Shutterstock (2021). 107 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE As cianobactérias podem produzir diferentes tipos de cianotoxinas, as quais podem ser classificadas como neurotoxinas, hepatotoxinas, citotoxinas, saxitocinas, dermatotoxinas, anatoxinas, cilindrospermopsina e lipopolissacárideos. Intoxicações por cianobactérias foram reconhecidas pela primeira vez no final de 1800. Os envenenamentos humanos são raros, mas podem matar o gado, outros mamíferos, pássaros, peixes e invertebrados aquáticos. Há um consenso geral de que, atualmente, existe um aumento na incidência de proliferação de algas perigosas. As principais razões para tais mudanças incluem a eutrofização dos ambientes aquáticos e mudanças climáticas. Sabe-se que algumas toxinas são produzidas por apenas um pequeno número de organismos, enquanto outras (por exemplo, cilindrospermopsina (CYN) e saxitoxina) são geradas por várias espécies. Estas toxinas podem induzir efeitos gerais, ou podem atingir órgãos específicos, como o fígado (microcistinas) ou o Sistema Nervoso Central (anatoxina-a e saxitoxina). Episódios de envenenamento, envolvendo toxicidade grave e/ou letalidade, foram registrados em humanos, após a exposição às toxinas acima, bem como a muitas outras. Modelos realizados em animais de laboratório foram desenvolvidos para o estudo de muitas das toxinas, havendo excelente concordância com os tipos de toxicidade observados nas espécies de mamíferos. Vertebrados inferiores e invertebrados, entretanto, frequentemente se mostram diferentes nas respostas tóxicas, podendo apresentar bioacumulação significativa de toxinas. A toxicidade das misturas é uma lacuna ainda crítica, porque a exposição a uma única toxina, raramente, ou nunca, ocorre. As razões para isso incluem o fato de que, durante as florações, outras espécies que produzem toxinas diferentes podem estar presentes, e muitas espécies produzem mais de uma toxina durante uma floração. Hoje, não existe tratamento específico, nem antídoto eficaz nos casos de intoxicação por toxinas de algas. O tratamento deve incluir lavagem gástrica, para eliminar os restos toxinas, e medicamentos para os sintomas, sempre de acordo com a fase e a gravidade do caso. Assim, o tratamento de suporte será fundamental ao paciente para a manutenção de suas funções vitais e para o controle das complicações do quadro. 108 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE 3.1.5 Animais Peçonhentos Muitas espécies de animais produzem toxinas para fins ofensivos ou defensivos. Alguns são passivamente venenosos, ou seja, são ingeridos de forma inadvertida, enquanto outros são ativamente venenosos, pois seus venenos são inoculados por meio de picadasou aparelhos bucais especialmente adaptados. Assim, um animal peçonhento produz veneno em glândulas ou células especializadas e os inocula por meio de mordida, ferroada, ou em alguns casos literalmente cuspindo (como algumas serpentes cuspideiras). As substâncias químicas das toxinas animais são misturas complexas e se estendem desde enzimas neurotóxicas a peptídeos cardiotóxicos e proteínas, para muitas moléculas pequenas, como aminas biogênicas, alcaloides, glicosídeos, terpenos e outros. Por exemplo, o veneno de abelha contém a amina biogênica, chamada de histamina, três peptídeos e duas enzimas, os quais podem causar: dor, vasodilatação, aumento da permeabilidade capilar, aumento de serotonina, efeitos cardiotóxicos e hemolíticos. Os venenos e secreções defensivas de insetos podem também conter muitas substâncias irritantes relativamente simples, como ácido fórmico, benzoquinona e outras quininas ou terpenos como citronelal. Mordidas e picadas de himenópteros (formigas, abelhas e vespas) podem causar reações anafiláticas – reações alérgicas graves e potencialmente fatais. Os animais peçonhentos ocorrem em vários filos e apresentam uma grande diversidade de organismos, toxinas, alvos, efeitos clínicos e resultados. As cobras venenosas são o grupo mais significativo, do ponto de vista médico global, e podem ferir mais de um bilhão de pessoas por ano. A picada de escorpião é a próxima causa mais importante de envenenamento. Entretanto, morbidade significativa e mortes ocorrem após o envenenamento com uma ampla variedade de outros animais peçonhentos, incluindo aranhas, lagartas, carrapatos, águas-vivas, caracóis marinhos, polvos e peixes. 109 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE Figura 21 - Polvo Anelado Azul (Hapalochlaena sp.). Fonte: Shutterstock (2021). Figura 22 - Cobra Cascavel (Crotalus sp.). Fonte: Shutterstock (2021). Figura 23 - Aranha Armadeira (Phoneutria sp.). Fonte: Shutterstock (2021). https://www.shutterstock.com/pt/image-photo/flying-blue-ringed-octopus-223929292 / 110 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE Os venenos de cobra foram estudados extensivamente. Em geral, seus efeitos são devido a toxinas que são peptídeos com 60 - 70 aminoácidos. Estas toxinas são cardiotóxicas ou neurotóxicas, e suas ações são geralmente acentuadas pelas fosfolipases, peptidases, proteases e outras enzimas presentes nos venenos. Tais enzimas podem afetar os mecanismos de coagulação do sangue e danificar os vasos sanguíneos. Para se ter uma ideia, entre 80 mil e 140 mil pessoas morrem vítimas de ataques de serpentes no mundo por ano, e outras 400 mil acabam com algum tipo de deficiência. De acordo com a entidade britânica Wellcome Trust, picadas de cobra causam mais mortes e deixam mais pessoas com graves sequelas do que qualquer outra doença tropical. No Brasil, quatro tipos de acidente são considerados de interesse em saúde: botrópico (Jararaca, Urutu – Bothrops), crotálico (Cascavel – Crotalus), laquético (Surucucu – Lachesis) e elapídico (Coral verdadeira – Micrurus). Acidentes por serpentes não peçonhentas, como Phylodrias (Cobra-verde, Cobra-cipó), Oxyrhopus (Falsa-coral), Waglerophis (Boipeva), Helicops (Cobra d’água), Eunectes (Sucuri) e Boa (Jiboia), dentre outras, são relativamente frequentes, todavia não determinam condições graves na maioria dos casos, e, por isso, são considerados de menor importância médica. Os venenos ofídicos possuem as seguintes atividades: a) Inflamatória Aguda: provocando lesão endotelial e necrose no local da picada, bem como liberação de mediadores inflamatórios – Bothrops e Lachesis. b) Coagulativa: promovendo incoagulabilidade sanguínea – Bothrops, Lachesis e Crotalus. c) Hemorrágica: provocando sangramento na região da picada – Bothrops e Lachesis. d) Neurotóxica: causando o bloqueio neuromuscular (BNM) ou estimulação colinérgica (EC), como vômitos, dor abdominal, diarreia, hipotensão e choque – Crotalus, Micrurus (BNM) e Lachesis (EC). e) Miotóxica: causando rabdomiólise (lesão e degradação do músculo) – Crotalus. Os escorpiões são animais que apresentam hábitos noturnos e, durante o dia, escondem-se sob cascas de árvores, pedras e dentro de domicílios. Podem sobreviver vários meses sem alimento, e mesmo sem água, o que torna seu combate muito difícil. Os escorpiões picam com a cauda, causando muita dor local, que se irradia. Pode ocorrer suor, vômitos e até choque. No Brasil, os de importância médica pertencem ao gênero Tityus (escorpião amarelo e escorpião marrom). O tratamento consiste na aplicação local de anestésico e, nos casos mais graves, deve ser usado o soro antiescorpiônico ou antiaracnídico. Já as aranhas são animais carnívoros, alimentando-se principalmente de insetos, 111 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE como grilos e baratas. Muitas têm hábitos domiciliares e peridomiciliares. Apresentam o corpo dividido em cefalotórax e abdômen. No cefalotórax articulam-se os quatro pares de patas, um par de pedipalpos e um par de quelíceras, onde estão os ferrões utilizados para inoculação do veneno. As principais aranhas são: armadeira, marrom, de grama (ou aranha de jardim ou tarântula), viúva negra e caranguejeira. Com exceção da aranha de jardim e das caranguejeiras, que não possuem tratamento específico, o tratamento das outras picadas consiste na aplicação local de anestésico e, nos casos mais graves, deve ser usado o soro antiaracnídico. As intoxicações menos conhecidas são determinadas por muitas espécies de peixes, mais de 700 em todo o mundo, sendo diretamente tóxicas para os humanos, após ingestão. Um exemplo clássico é a toxina produzida pelo Peixe-balão ou Baiacu (Tetraodontidae sp.), chamada tetrodotoxina (TTX), a qual está concentrada nas gônadas, fígado, intestino e pele. A maior incidência de envenenamentos ocorre no Japão e outros países asiáticos, onde a carne, considerada uma iguaria, é comida (“Fugu”). A morte ocorre entre 5 a 30 minutos, e a taxa de mortalidade é de cerca de 60%. Reconhecidamente, a TTX é um inibidor do canal de Na+ sensível à voltagem (assim como a saxitoxina). Esta toxina também pode ser encontrada em algumas salamandras e bactérias. SAIBA MAIS O Instituto Butantan tem um material riquíssimo sobre os animais peçonhen- tos. Leia mais em: https://publicacoeseducativas.butantan.gov.br/web/animais-venenosos/pa- ges/pdf/animais_venenosos.pdf. Os efeitos clínicos variam com a espécie e o tipo de veneno, incluindo efeitos locais (dor, inchaço, sudorese, bolhas, sangramento, necrose), efeitos gerais (dor de cabeça, vômito, dor abdominal, hipertensão, hipotensão, arritmias e parada cardíaca, convulsões, colapso, choque) e efeitos sistêmicos específicos (neurotoxicidade paralítica, neurotoxicidade excitatória, miotoxicidade, interferência com a coagulação, atividade https://publicacoeseducativas.butantan.gov.br/web/animais-venenosos/pages/pdf/animais_venenosos.pdf https://publicacoeseducativas.butantan.gov.br/web/animais-venenosos/pages/pdf/animais_venenosos.pdf 112 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE hemorrágica, toxicidade renal, toxicidade cardíaca). Não existem exames laboratoriais que determinam o tipo de envenenamento ofídico. O diagnóstico é sempre clínico-epidemiológico, mas nos acidentes botrópicos, laquéticos e crotálicos, exames de coagulação sanguínea podem ser realizados, para confirmação do diagnóstico e avaliação da eficácia do tratamento (soroterapia). Os primeiros socorros variam, conforme o organismo e o tipo de envenenamento. Poucos métodos eficazes de primeiros socorros são recomendados, enquanto muitos métodos inadequados ou francamente perigosos são amplamente utilizados. Para picada de cobra, a imobilização do membro é o método universal, embora a imobilização por pressão (torniquete) seja recomendada somente para picadas de espécies não necróticas ou hemorrágicas. Então, como saber a espécie e o tipo de intoxicação que causará a picada? Nadúvida, não faça torniquete! Especificamente em casos de acidentes com águas-vivas e caravelas, para alívio da dor inicial, use compressas geladas de água do mar. Em seguida, a imersão em água quente é o método mais universal para intoxicação dolorosa causada por organismos marinhos. Em caso de múltiplas picadas de abelhas, é preciso procurar um hospital imediatamente. A remoção dos ferrões poderá ser feita por raspagem com lâminas (com muito cuidado) e não com pinças, pois o procedimento resultará, muito certamente, na inoculação do veneno ainda existente no ferrão. O tratamento médico deverá incluir medidas gerais e específicas, sendo a principal ferramenta o antiveneno. No entanto, ele está disponível apenas para uma gama limitada de espécies e é escasso em várias áreas de maior necessidade. Lembre-se: Não amarre o membro acometido (exceto se tiver certeza de que a espécie causadora não gere lesão necrótica ou hemorrágica), não corte ou aplique qualquer substância no local da inoculação do veneno (café, açúcar, álcool) e jamais tente “chupar” o veneno! SAIBA MAIS Já faz mais de um século que o Instituto Butantan produz diversos tipos de soros contra toxinas de animais peçonhentos e microrganismos. Consulte o site: https://www.butantan.gov.br/soros-e-vacinas. https://www.butantan.gov.br/soros-e-vacinas 113 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE SUGESTÃO DE VÍDEO Você também pode ver o vídeo: Como se prevenir de acidentes com animais peçonhentos (Ministério da Saúde). Link de acesso: https://www.youtube.com/watch?v=6_HhyPOvJC8. 3.1.6 Metais Pesados Embora a maioria dos metais esteja amplamente dispersa e ocorra na natureza em rochas, minérios, solo, água e ar, os níveis são geralmente baixos. Em termos de exposição humana e significado toxicológico, são as atividades antrópicas as mais importantes, porque elas podem aumentar, significativamente, os níveis de metais nos locais das atividades humanas. Os metais têm sido usados, ao longo de grande parte da história humana, para fazer utensílios, máquinas, mineração e fundição. Mais recentemente, os metais têm encontrado vários usos na indústria, agricultura e medicina. Essas atividades aumentaram os níveis ambientais de metais, elevando significativamente a exposição, não apenas dos trabalhadores ocupacionais relacionados a estas atividades, mas também aos consumidores dos vários produtos gerados. Apesar da variedade de propriedades e possibilidades de efeitos tóxicos, há uma série de características toxicológicas que são comuns a muitos metais. Para um metal exercer sua toxicidade, ele deverá atravessar a membrana e entrar na célula. Se o metal estiver em uma forma lipossolúvel, como o metilmercúrio, por exemplo, ele penetrará prontamente na membrana celular; quando estiver ligado a proteínas, como cádmio- metalotioneína, por exemplo, o metal será levado para o interior da célula, por meio de endocitose. Outros metais (como o chumbo) podem ser absorvidos por difusão passiva. Os efeitos tóxicos dos metais geralmente envolvem interação entre eles e um alvo celular, tendendo a ser processos bioquímicos específicos e/ou as membranas celulares e subcelulares propriamente ditas. O tratamento da exposição aos metais, para prevenir ou reverter a toxicidade, são feitos com agentes quelantes ou antagonistas. A quelação é a formação de um complexo https://www.youtube.com/watch?v=6_HhyPOvJC8 114 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE de íons metálicos, na qual o íon estará associado a um ligante doador de elétrons. Os metais podem reagir com O-, S- e N-, contendo ligantes (por exemplo, -OH, -COOH, -S-S- e -NH2). Os agentes quelantes precisam ser capazes de alcançar os locais de armazenamento, formar complexos não tóxicos, não se ligar prontamente a metais essenciais (cálcio, zinco) e serem facilmente excretados. NA PRÁTICA Para descobrir a possível intoxicação por metais pesados, são utilizados exames de sangue, de urina, fios de cabelo ou pelo. Dentre os diversos exames, o mineralograma é o mais comum. Este exame avalia a deficiência ou excesso de elementos essenciais com fins nutricionais, a eficácia e o controle dos tratamentos com agentes quelantes, níveis endógenos de minerais e controle da intoxicação por agentes tóxicos. Os metais pesados não desempenham uma função necessária no organismo, podendo atuar como “minerais substitutos”, quando há deficiência de um mineral. Por exemplo, se houver defi- ciência de zinco, ele pode ser substituído por cádmio em algumas reações químicas. O site do Laboratório Pardini traz muitas informações, dentre elas um “help de exames” – Mineralograma. Acesse o link: http://www.labhpardini.com.br/scripts/mgwms32.dll?MGWLPN=HPHOS- TBS&App=HELPE&EXAME=S%7C%7CMINERA. 9 Chumbo (Pb) Tendo em vista que, durante muitos anos, o chumbo foi amplamente difundido e utilizado, ele pode ser considerado um dos mais onipresentes metais tóxicos. A exposição pode ocorrer por meio do ar, água ou alimentos. No mundo, os principais usos foram, ou ainda são: industriais, como em aditivos para combustíveis, pigmentos em tintas, baterias, soldas suaves, canos (tubulações antigas), cerâmicas vitrificadas, munições, inseticidas e mantas de blindagem contra a radiação ionizante. O chumbo inorgânico pode ser absorvido através do trato gastrointestinal, http://www.labhpardini.com.br/scripts/mgwms32.dll?MGWLPN=HPHOSTBS&App=HELPE&EXAME=S%7C%7CMINERA http://www.labhpardini.com.br/scripts/mgwms32.dll?MGWLPN=HPHOSTBS&App=HELPE&EXAME=S%7C%7CMINERA 115 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE sistema respiratório e pele. Ingerido, ele é absorvido com mais eficiência pelo trato gastrointestinal das crianças do que dos adultos, além de penetrar mais facilmente a barreira hematoencefálica dos pequenos. Reconhecidamente, o chumbo também pode atravessar com facilidade a placenta. Inicialmente, o chumbo é distribuído no sangue, fígado e rins; após exposição prolongada, em torno de 95% da carga corporal de chumbo será encontrada no tecido ósseo. Os principais alvos da ação tóxica do chumbo são o Sistema Hematopoiético e o Sistema Nervoso Central, além do Sistema Cardiovascular, Endócrino, Neuromuscular, Renal, Trato Gastrointestinal e Sistema Reprodutor. O chumbo também apresenta uma alta afinidade com as aminas e os aminoácidos simples. Várias das enzimas envolvidas na síntese do heme são sensíveis à inibição pelo chumbo, sendo as duas enzimas mais suscetíveis: Ácido delta aminolevulínico desidratase (ALAD) e heme sintetase. ATENÇÃO! Embora a anemia clínica ocorra apenas após exposição moderada ao chumbo, os efeitos bioquímicos podem ser observados em níveis mais baixos. Por este motivo, a inibição de ALAD ou aparecimento na urina de Ácido Aminolevulínico (ALA) pode ser usado como uma indicação de exposição ao chumbo. O sistema nervoso é outro tecido-alvo importante para o chumbo, especialmente em bebês e crianças pequenas, cujo Sistema Nervoso ainda está em desenvolvimento. Mesmo em baixos níveis de exposição, as crianças podem apresentar hiperatividade, diminuição da capacidade de atenção, deficiências mentais e visão prejudicada. Em níveis mais altos, a encefalopatia pode ocorrer em crianças e adultos. O chumbo também danifica as arteríolas e capilares, resultando em edema cerebral e degeneração neuronal. Clinicamente, esse dano se manifesta como ataxia, convulsões, estupor (estado de inconsciência profunda) e coma. Por fim, outro sistema afetado pelo chumbo é o Sistema Reprodutivo. A exposição pode causar toxicidade reprodutiva masculina (aberrações cromossômicas e morfologia anormal dos espermatozoides) e feminina (abortos e degeneração). 116 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE SUGESTÃO DE LEITURA Os efeitos do chumbo sobre o organismo humano e seu significado para a saúde. Fátima R Moreira e Josino C Moreira. Rev Panam Salud Publica. 2004; 15(2):119-129. As intoxicações agudas por chumbo são raras e, na maioria dasvezes, ocorrem de forma acidental ou, menos frequentemente, relacionadas por casos criminais ou tentativas de suicídio. Nestes casos, os sinais e sintomas associados são: náuseas, dores abdominais, vômitos (aspecto leitoso), sensação adstringente (a mesma sensação que se tem, quando se come uma banana ou caqui verdes) e gosto metálico, fezes enegrecidas e provável morte entre 1 e 2 dias. Além disso, podem ocorrer perda auditiva, fraqueza, cefaleia inespecífica, sonolência, anorexia, palidez cutânea e a presença da “linha de Burton”, que é caracterizada por uma linha escura, a qual se apresenta no limite entre a gengiva e os dentes, resultado da deposição ao chumbo e de hábitos precários de higiene. A Figura 24 a seguir mostra a imagem de um homem de 18 anos, não fumante, que se apresentou no pronto-socorro com dor abdominal difusa e cólica há uma semana. Ele havia trabalhado em uma fábrica de reciclagem de baterias nos últimos anos. Figura 24 - Linhas ou Orla de Burton. Fonte: Chawla e Sundriyal (2012). O tratamento da fase aguda é feito através da tomada de medidas de apoio e orientação, sempre pensando em se evitarem novas exposições. Poderá ser realizada 117 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE lavagem gástrica, junto à administração de leite e laxantes à base de sulfato de magnésio. Somente se deve fazer tratamento com agentes quelantes (dimercaprol, succimero ou EDTA dissódico de cálcio), quando os níveis sanguíneos atingirem 50 µg/dL (exposição aguda ou crônica). Para controlar a agitação psicomotora, hiperexcitabilidade e até mesmo a convulsão, devem ser utilizados os benzodiazepínicos ou barbitúricos. Assistência respiratória, manutenção do equilíbrio eletrolítico e prevenção do edema cerebral são medidas sintomáticas e de manutenção. Em especial, o edema é controlado por meio do uso de manitol ou dexametasona. Quadros anêmicos poderão ser tratados, em última instância, com transfusão sanguínea. Além dos agentes quelantes, o uso de fibras e a reposição de vitaminas, minerais e aminoácidos, muitas vezes, é necessária, não só para reposição destes elementos, mas por serem agentes que atuarão como antioxidantes, ajudando na desintoxicação do organismo. 9 Mercúrio (Hg) O mercúrio existe no meio ambiente em três formas químicas principais: elementar (Hg0), sais de mercúrio (Hg+, Hg2+), metilmercúrio orgânico (CH 3 Hg) e compostos de dimetilmercúrio (CH 3 HgCH 3 ). O composto elementar, na forma de vapor de mercúrio, é quase completamente absorvido pelo Sistema Respiratório, ao passo que o mercúrio elementar ingerido não é prontamente absorvido, sendo relativamente inofensivo. Uma vez absorvido, o mercúrio elementar pode cruzar a barreira hematoencefálica. À medida que ele passa ao sangue, liga-se às proteínas do plasma e, nos eritrócitos, é distribuído pelos tecidos, concentrando-se nos rins, fígado e sangue, medula óssea, parede intestinal, Sistema Respiratório, mucosa bucal, glândulas salivares, cérebro, ossos e pulmões. Tão preocupante quanto a contaminação ambiental é a exposição de produtos a compostos orgânicos de mercúrio. Sabidamente, o mercúrio inorgânico pode ser convertido em mercúrio orgânico, por meio da ação de bactérias redutoras de sulfato, produzindo metilmercúrio, uma forma altamente tóxica e facilmente absorvida pelas membranas. Ao longo da história, vários episódios de envenenamento por mercúrio resultaram do consumo de grãos de semente, tratados com fungicidas de mercúrio, ou pelo consumo de peixe contaminado com metilmercúrio. 118 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE SAIBA MAIS No Japão nas décadas de 1950 e 1960, os resíduos de uma fábrica de produtos químicos e plásticos contendo mercúrio foram drenados na Baía de Minamata. O mercúrio foi convertido em metilmercúrio por bactérias, sendo prontamente depositado nos sedimentos aquáticos. O consumo de peixe e marisco pela população local resultou em inúmeros casos de intoxica- ção por mercúrio, ou também conhecido como a Doença de Minamata. Em 1970, pelo menos 107 mortes foram atribuídas ao envenenamento por mercúrio, e 800 casos da Doença de Minamata foram confirmados. Muitos bebês nascidos de mães que comeram peixes contaminados desen- volveram sintomas semelhantes aos da paralisia cerebral e deficiência mental. O mercúrio orgânico afeta principalmente o Sistema Nervoso, sendo que o cérebro do feto, em desenvolvimento, é mais sensível aos efeitos do mercúrio do que o dos adultos (Figura 25). Obtenha mais informações em: Acervo O Globo: Desastre de Minamata, crime ecológico que deixou marcas por décadas no Japão. Link: https://acervo.oglobo.globo.com/fatos-historicos/desastre-de-minamata-crime-ecolo- gico-que-deixou-marcas-por-decadas-no-japao-10102255. Figura 25 - Amostras de tecido cerebral de pacientes com doença de Minamata (esquerda e centro) ilus- tram o efeito devastador da alta exposição ao metilmercúrio. Amostra à esquerda: criança de 7 anos, que morreu após quatro anos de exposição; amostra do meio: criança de 8 anos, que morreu após quase 3 anos de exposição; e amostra à direita: homem saudável de 30 anos. Fonte: Kessler (2013). https://acervo.oglobo.globo.com/fatos-historicos/desastre-de-minamata-crime-ecologico-que-deixou-marcas-por-decadas-no-japao-10102255 https://acervo.oglobo.globo.com/fatos-historicos/desastre-de-minamata-crime-ecologico-que-deixou-marcas-por-decadas-no-japao-10102255 119 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE Por outro lado, os sais de mercúrio inorgânicos se ligam a grupos SH- das proteínas de membrana, afetando a integridade dela e resultando em oligúria, anúria e uremia. Assim, uma das medidas de tratamento será administrar grandes quantidades de solução isotônica de cloreto de sódio ao paciente contaminado. Como antídoto, poderá ser utilizado o dimercapol, também conhecido como BAL (British Anti-Lewisite). 9 Cádmio (Cd) Ocorre na natureza, de forma estável, principalmente em associação com minérios de chumbo e zinco, sendo lançado perto de minas e fundições que processam estes minérios. Industrialmente, o cádmio é usado como pigmento em tintas e plásticos, em galvanoplastia e na fabricação de baterias de armazenamento alcalino (por exemplo, baterias de níquel-cádmio). A exposição ambiental ao cádmio se dá por meio da contaminação das águas subterrâneas, bem como do uso de lodo de esgoto (lodo proveniente de estação de tratamento de esgoto) como matéria-prima/fertilizante de culturas alimentares. Grãos, produtos à base de cereais e vegetais folhosos geralmente constituem a principal fonte de cádmio nos alimentos. A doença Itai-itai (da expressão ouch-ouch – “dor nos ossos”) ficou conhecida, por ser resultante do consumo de arroz contaminado com cádmio no Japão. Os efeitos agudos da exposição ao agente tóxico resultam principalmente de irritação local. Após ingestão, os principais efeitos são: náuseas, vômitos e dores abdominais. A exposição por inalação poderá resultar em edema pulmonar e pneumonite química. Os efeitos crônicos são particularmente preocupantes, pois o cádmio é lentamente excretado do corpo, com meia-vida (T 1/2 ) de cerca de 30 anos. Assim, baixos níveis de exposição podem resultar em acúmulo considerável do metal. O principal órgão danificado após a exposição de longo prazo é o rim, com os túbulos proximais sendo o principal local de ação. O cádmio está presente no Sistema Circulatório, principalmente ligado à proteína de ligação a metais (metaloproteínas, conhecidas por serem bons bioindicadores de alterações em células ou tecidos biológicos, em especial a metalotioneína – MT) produzida no fígado. O efeito da exposição a cádmio no Sistema Cardiovascular ainda um tema contraditório. Estudos sugerem que o cádmio funciona como agente etiológico para a hipertensão arterial. A Agência Internacional de Pesquisa em Câncer (IARC) classificou o cádmio como agente cancerígeno para os humanos e um potente cancerígeno paraos animais. 120 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE 9 Crômio (Cr) Como o Crômio ou Cromo ocorre nos minérios, os níveis ambientais são aumentados pela mineração, fundição e usos industriais. O Cromo é usado na fabricação de aço inoxidável, várias ligas e pigmentos. Os níveis deste metal são geralmente muito baixos no ar, na água e alimentos, e a principal fonte de exposição humana é a ocupacional. O metal ocorre em uma série de estados de oxidação de Cr2+ a Cr6+, mas apenas as formas trivalentes (Cr3+) e hexavalente (Cr6+) têm importância biológica. Embora o composto trivalente seja a forma mais comum encontrada na natureza, a forma hexavalente é a de maior importância industrial. Além disso, o Cr6+, que não é solúvel em água, é mais facilmente absorvido pelas membranas celulares do que o Cr3+. In vivo, a forma hexavalente é reduzida à forma trivalente, que pode formar complexos com macromoléculas intracelulares, resultando em toxicidade. O cromo é um conhecido cancerígeno humano e induz câncer de pulmão em trabalhadores expostos. Acredita-se que o mecanismo de carcinogenicidade do Cr6+, no pulmão, seja por sua redução para Cr3+ e a consequente geração de intermediários reativos, levando ao carcinoma broncogênico. 9 Arsênico (As) Em geral, os níveis de arsênio no ar e na água são baixos, sendo a comida a principal fonte da exposição humana. Em certas partes de Taiwan e da América do Sul, no entanto, a água contém altos níveis deste metal, e os habitantes costumam sofrer de hiperceratose dérmica (engrossamento da região externa da pele) e hiperpigmentação. Níveis elevados de exposição resultam em condições mais sérias: gangrena das extremidades inferiores. O câncer de pele também pode ocorrer nestas áreas. Aproximadamente 80% dos compostos de arsênio são usados em pesticidas. Outros usos incluem vidrarias, tintas e pigmentos. Os compostos de arsênio ocorrem em três formas: (1) pentavalente - As5+ (orgânico ou compostos de arsenato); (2) trivalente - As3+ (inorgânico ou compostos de arseniato); e (3) gás arsina, AsH 3 , um gás incolor formado pela ação de ácidos sobre o arsênico. Alguns microrganismos no meio ambiente são responsáveis por converter arsênio em dimetilarsenato, que pode se acumular em peixes e mariscos, fornecendo uma fonte de exposição humana. Os compostos também podem estar presentes como contaminantes na água de poços. 121 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE Os compostos de arsenito (As3+) são lipossolúveis e podem ser absorvidos após ingestão, inalação ou contato dérmico. Após 24 horas da absorção, o arsênico se distribui pelo corpo, onde se liga a grupos SH- de proteínas. Apenas uma pequena quantidade atravessa a barreira hematoencefálica. Além disso, este elemento também pode substituir o fósforo no tecido ósseo e ser armazenado por anos. Após intoxicação aguda, sintomas gastrointestinais graves ocorrem dentro de 30 minutos a 2 horas, incluindo vômito, diarreia aquosa e com sangue, dor abdominal intensa e queimação esofágica. Vasodilatação, depressão miocárdica, edema cerebral e neuropatia periférica também podem ocorrer. Os estágios posteriores da intoxicação incluem icterícia e insuficiência renal. A morte geralmente resulta de insuficiência circulatória, em um período variável de 24 horas a 4 dias. A exposição crônica promoverá neuropatia, diarreia, dor abdominal, hiperpigmentação e hiperceratose. As alterações tardias incluem gangrena das extremidades, anemia e câncer de pele, pulmão e tecido nasal. 3.3.7 Medicamentos e Drogas de Abuso Os dados registrados no Sistema Nacional de Informações Tóxico-Farmacológicas (SINITOX) mostraram que, entre os anos de 2000 e 2012, foram notificados mais de 300 mil casos de intoxicações medicamentosas (algo em torno de 26.693 casos por ano) e, deste montante, 1.102, ou seja, 0,3% dos casos, evoluíram para o óbito. As intoxicações causadas por esse grande grupo de substâncias químicas é tema relevante para a saúde pública e tem ganhado cada vez mais importância, dado o grande arsenal terapêutico disponível e o fácil acesso a muitas substâncias. Fato é que, no Brasil, apesar de existirem normas para a notificação, não há um sistema de registro de vigilância, efetivamente implantado e funcional, de agravos relacionados a medicamentos. Embora o estudo das propriedades terapêuticas dos produtos químicos se enquadre na disciplina da Farmacologia, praticamente todas as drogas terapêuticas podem ser tóxicas, produzindo efeitos deletérios em algum nível de dose. O perigo para o indivíduo depende de vários fatores, incluindo a natureza da resposta, a dose necessária para produzir a resposta tóxica e a relação entre a dose terapêutica e a tóxica. A toxicidade do medicamento será afetada por todos os fatores que afetam a 122 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE toxicidade de outros xenobióticos, incluindo variação individual (genética), dieta, estado nutricional, idade, sexo biológico e a presença de outros produtos químicos exógenos. Mesmo quando o risco de efeitos tóxicos de um determinado medicamento tenha sido avaliado, deverá ser pesada a relação risco-benefício esperada. O uso de muitos fármacos “perigosos”, ou seja, com um estreito índice de tolerância (IT) deverá ser justificado, se for o único tratamento para uma doença fatal. Por outro lado, uma substância relativamente segura pode ser inadequada, caso compostos mais seguros estejam disponíveis, ou se a condição tratada for “trivial”. Assim, existem fármacos, utilizados como agentes citotóxicos para o tratamento do câncer, que são carcinógenos por si sós, como, por exemplo, o melfalano (Alkeran™), uma mostarda nitrogenada; a adriamicina, um antibiótico antitumoral; e o metotrexato, um fármaco antimetabólito. O dietilestilbestrol (DES), um estrogênio sintético, utilizado no tratamento de carcinoma mamário metastático e carcinoma de próstata, foi uma droga amplamente utilizada. Antes da década de 1970, milhões de mulheres foram expostas, ainda na vida intrauterina, ao DES, dado às suas mães, o qual era utilizado para prevenir uma série de complicações na gravidez. Entretanto, com o passar dos anos, o DES acabou sendo associado a outros tipos de neoplasias, como câncer do colo do útero e vagina, na prole das mulheres que haviam sido tratadas. A teratogenose também pode ser causada por drogas, sendo a talidomida o exemplo mais alarmante. Outros efeitos tóxicos das drogas podem estar associados a quase todos os sistemas orgânicos. A rigidez das articulações, acompanhada por danos ao nervo óptico, era comum no Japão na década de 1960 e, muito provavelmente, era um efeito adverso tóxico do cloroquinol (apesar da semelhança de nome e estrutura, você não confundir com “cloroquina”) - um medicamento antidiarreia. Vários efeitos tóxicos no sangue foram documentados, incluindo agranulocitose, causada por clorpromazina e dipirona (uso a longo prazo); anemia hemolítica, causada por metildopa; e anemia megaloblástica, causada por metotrexato. Já os efeitos tóxicos causados nos olhos podem variar de retinotoxicidade, motivada pela tioridazina ou pela cloroquina, a glaucoma, causado por corticosteroides. Impossível seria estudarmos todas as drogas (fármacos ou drogas de abuso), seus efeitos adversos tóxicos e as medidas de tratamento e segurança. Porém, você deve estar ciente de que todas as substâncias químicas (fármacos ou drogas) são tóxicas em alguma dose. As drogas de abuso podem ou não ter função medicamentosa e, normalmente, são utilizadas em níveis de dose mais elevados do que seriam necessárias. Estas substâncias podem afetar as funções nervosas superiores (humor, tempo de reação e coordenação), 123 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE produzirem dependência física e causarem efeitos físicos graves, sendo as sobredosagens fatais uma ocorrência relativamente frequente. A toxicidade por sobredosagem (overdose) diz respeito às reaçõesquanto a própria humanidade, mas que só foi reconhecida como tal no Século XIX. Muito da história inicial da Toxicologia acabou se perdendo e, muito do que sobreviveu ao tempo, deve-se a manuscritos médicos antigos. Alguns deles tratam especificamente sobre a ação tóxica, sobre o uso de “poções venenosas” para execuções, assassinatos ou mesmo suicídios. Ainda que haja certa escassez de dados iniciais, é notório que, em vista da necessidade de as pessoas conhecerem e evitarem animais peçonhentos e plantas tóxicas, a Toxicologia pode ser considerada como uma das práticas científicas mais antigas da humanidade. Na antiguidade, o “veneno” foi muito utilizado politicamente. O caso mais conhecido do uso de veneno em execuções foi o de Sócrates (470 a.C. - 399 a.C.), condenado à morte pela ingestão de extrato de cicuta (Figura 1). 13 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE Figura 1 - A Morte de Sócrates. Fonte: Shutterstock (2021). SAIBA MAIS Quer saber mais sobre a história de Sócrates e entender melhor a Figura 1? Leia: “Apologia de Sócrates”, escrita por Platão. Acesse o Link: http://www.domi- niopublico.gov.br/download/texto/cv000065.pdf. Para saber mais sobre o Papiro de Ebers, acesse: https://papyrusebers.de/en/ . O papiro de Ebers (Figura 2), escrito pelos egípcios, é considerada a mais antiga farmacopeia, datado de cerca de 1500 a.C. O papiro de Ebers foi descoberto próximo à câmara mortuária de Ramsés pelo egiptólogo alemão George Maurice Ebers, em 1873, e encontra-se depositado em Leipzig (Alemanha). Nele, constam informações sobre aproximadamente 800 fórmulas mágicas, remédios obtidos de plantas, como o ópio, produtos da romã e muitas outras substâncias, como cicuta, chumbo, antimônio etc. Além disso, os trabalhos de Hipócrates, Aristóteles e Teofrasto, publicados entre 400 e 250 a.C., já faziam algum tipo de referência a “poções” ou “venenos”. http://www.dominiopublico.gov.br/download/texto/cv000065.pdf http://www.dominiopublico.gov.br/download/texto/cv000065.pdf https://papyrusebers.de/en/ 14 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE Figura 2 - Papiro de Ebers. Fonte: Shutterstock (2021). O poeta Grego, Nicander de Cólofon, da Jônia, versou em duas obras poéticas sobre as toxinas animais (Therica) e sobre antídotos de plantas e animais tóxicos (Alexipharmica). A primeira (e talvez a mais antiga) forma de classificar as plantas de acordo com seus efeitos terapêuticos ou tóxicos, deve-se a Dioscórides, também Grego, médico e empregado pelo famoso imperador Romano Nero, por volta de 50 d.C. O médico recomendava o uso de eméticos, em caso de envenenamento, e de ventosas nas picadas de cobras. No reino vegetal, já eram bem conhecidos: o ópio, a cicuta, o acônito e a dedaleira (Digitalis sp). No reino mineral, conheciam-se: o arsênio, o chumbo, o cobre e o antimônio, enquanto víboras, sapos e salamandras detinham os agentes tóxicos do reino animal. 15 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE SAIBA MAIS As toxinas presentes em alguns tipos de plantas têm sido historicamente usadas como ferramentas para assassinos (cicuta, estricnina), tratamentos para várias doenças, como pesticidas, aromatizantes de alimentos, dentre outros. Exposições não intencionais são comuns, e a maioria dos indivíduos foi, em um momento ou outro, exposto a plantas que causam algum grau de desconforto. Leia: Breve história da toxicologia vegetal: alguns usos das plantas tóxicas ao longo do tempo. Link de acesso: https://revistas.pucsp.br/hcensino/article/download/44798/30994. Foi ainda na própria Roma, no Século IV a.C., que os “venenos” passaram a ter uso indiscriminado. Este uso ocorreu até a elaboração da Lex Cornelia – primeira lei para punir os envenenadores. Houve pouco avanço nos conhecimentos médicos e toxicológicos entre o período de Galeno (131 d.C. - 200 d.C.) e o de Paracelso (1493 - 1541) – período conhecido como Idade Média. Durante o obscurantismo deste período até o Renascimento, os envenenamentos eram naturalmente aceitos. Então, a medicina árabe se desenvolveu, e uma série de métodos químicos surgiram, como destilação, sublimação e cristalização, facilitando a preparação de medicamentos e “venenos”. Durante o início do Renascimento, um dos casos mais notórios de envenenamento ocorreu com a célebre família italiana Borgia. Cesare Borgia (1476-1507) e Lucrezia Borgia (1480-1519) eram dois dos cinco filhos ilegítimos de Rodrigo Lenzuolo Borgia (1431-1503) – também conhecido como Alexandre VI, ou talvez o Papa mais temido e corrupto da história. É atribuído aos irmãos Borgia o assassinato de diversos rivais, por meio de um veneno secreto, chamado “La Cantarella”. Os Borgias eram tão temidos que, na Itália do Século XV, dizia-se que se poderia ouvir um aristocrata romano dizer: “Vou jantar hoje à noite com os Borgias”; mas nenhum romano jamais foi capaz de dizer: “Eu jantei ontem à noite com os Borgias”. https://revistas.pucsp.br/hcensino/article/download/44798/30994 16 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE SUGESTÃO DE VÍDEO A família Borgia foi uma proeminente dinastia italiana, que ganhou muito des- taque durante o período Renascentista. Rodrigo Borgia foi o Papa Alexandre VI, o qual se utilizava de suborno e várias artimanhas para manter sua posição na Igreja, dentre elas o uso de um veneno, cuja composição exata não se conheceu, mas que provavelmente era uma mistura de acetato de cobre, ácido arsênico e fósforo bruto. Na preparação do veneno, um porco era morto com arsênico, e seu abdômen era aberto e borrifado com mais pó, contendo mais ácido arsênico e outras substâncias. O líquido que escorria do cadáver do animal em putrefação era coletado e evaporado, até restar apenas um pó seco. Este pó era o veneno dos Borgias, ou “La Cantarella”. Assista à série “Os Borgias” (Netflix®) e conheça com mais detalhes esta história. Foi naquele período que Paracelso (pseudônimo de Philippus Aureolus Theophrastus Bombastus von Hohenheim) lançou as bases para o desenvolvimento posterior da Toxicologia Moderna, reconhecendo a importância da relação dose-resposta. Sua célebre frase “Todas as substâncias são venenos, não há nenhuma que não seja um veneno. A dose certa diferencia um veneno de um remédio” resume brevemente este conceito. Sua crença no valor da experimentação também foi uma ruptura com a tradição anterior. Foi durante o Século XVIII que ocorreram alguns desenvolvimentos importantes. Provavelmente, o mais conhecido é a publicação “Doença dos Trabalhadores”, em 1700, por Bernardino Ramazzini, médico italiano reconhecido como o pai da medicina ocupacional. Além disso, a correlação entre a ocupação de limpadores de chaminés e câncer escrotal, por Percival Pott, em 1775, e a correlação de câncer nasal com o uso de rapé, em 1761, marcaram este século, como um presságio para o desenvolvimento da ciência toxicológica do Século XIX. 17 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE SUGESTÃO DE FILME “Mad as a hatter” ou louco como um chapeleiro. Presume-se que esta expres- são esteja associada a uma doença (a doença do chapeleiro maluco), a qual se relaciona ao envenenamento causado por mercúrio. Para conhecer mais, assista ao filme: “Alice no País das Maravilhas. SAIBA MAIS Leia sobre a Doença do chapeleiro maluco, acessando o link: http://cienciae- cultura.bvs.br/pdf/cic/v56n1/a24v56n1.pdf. Leia sobre “A origem sangrenta dos contos de fadas, parte 7: Alice”, em: https://super.abril. com.br/mundo-estranho/a-origem-sangrenta-dos-contos-de-fadas-parte-7-alice/. Mathieu Joseph Bonaventure Orfila, químico e toxicologista, um espanhol que trabalhou na Universidade de Paris no início do Século XIX, é, de fato, considerado o Pai da Toxicologia Moderna. Ele claramente identificou tal disciplina como uma ciência separada e, em 1815, publicou o primeiro livro dedicado exclusivamente à Toxicologia: “A General System Toxicology, or a Treatise on Poisons: Found in the Mineral, Vegetable, and Animal Kingdoms, Consideredtóxicas graves, muitas vezes nocivas e eventualmente fatais, provocadas por uma sobredosagem acidental de um medicamento (erro causado pelo próprio médico, farmacêutico ou pelo indivíduo), ou por uma sobredosagem intencional (homicídio ou suicídio). As drogas de abuso incluem: • Depressores do Sistema Nervoso Central: como etanol, metaqualona e secobarbital. • Estimulantes do Sistema Nervoso Central: como cocaína, metanfetamina, cafeína e nicotina. • Opioides: como heroína e meperidina (demerol). • Alucinógenos: como dietilamida do ácido lisérgico (LSD), fenciclidina (PCP) e tetrahidrocanabinol, um dos princípios ativos da Cannabis sativa. SAIBA MAIS Uma complicação da toxicologia relacionada às drogas de abuso é que muitas delas são sintetizadas em laboratórios ilegais e mal equipados, com pouco ou nenhum “controle de qualidade”. Os produtos resultantes são, portanto, muitas vezes, contaminados com compostos de toxi- cidade desconhecida, mas concebivelmente perigosas e, no geral, mais deletérias. Compostos novos também sempre aparecem, como, por exemplo, Krokodil, pó de anjo, flakka, miau miau, NBOMe. Essa nova leva de substâncias psicoativas produzidas em laboratórios clandestinos tem causado preocupação no mundo todo. Acesse o link: https://super.abril.com.br/mundo-estranho/8-novas-drogas-que-estao-se-es- palhando-pelo-mundo/. https://super.abril.com.br/mundo-estranho/8-novas-drogas-que-estao-se-espalhando-pelo-mundo/ https://super.abril.com.br/mundo-estranho/8-novas-drogas-que-estao-se-espalhando-pelo-mundo/ 124 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE CONSIDERAÇÕES FINAIS Na terceira unidade, compreendemos que os solventes orgânicos são lipossolúveis, inflamáveis, voláteis e explosivos, sendo muitos utilizados na indústria química. Devido à sua solubilidade nas membranas celulares, eles deprimem a atividade do Sistema Nervoso Central e irritam os tecidos e membranas. Frequentemente, são nefro-hepato e cardiotóxicos. Alguns exemplos são: clorofórmio, metanol, etanol, dietilenoglicol, dentre outros. Também estudamos que os hidrocarbonetos principais são o benzeno, tolueno, xileno e os hidrocarbonetos policíclicos. No geral, são lipossolúveis, voláteis e inflamáveis. A maior parte da exposição é ocupacional ou ambiental as principais vias de exposição a respiratória e a cutânea. Em casos de intoxicação, a principal medida é a retirada da pessoa do local da exposição. Agentes como ácido clorídrico, ácido sulfúrico, hidróxido de sódio e hidróxido de potássio pertencem a classes dos ácidos e bases, e a gravidade de tais agentes depende essencialmente do volume e da força de cada um deles. Em casos de intoxicação, nunca deverá ser feita a neutralização destes agentes. As toxinas de plantas, fungos e algas são muito diversas. As plantas tóxicas normalmente são ornamentais, como a Comigo-ninguém-pode, Copo de leite ou Bico de papagaio. Na maioria das vezes, todas as partes das plantas são tóxicas, cuja principal medida de controle é manter tais plantas longe de crianças e animais. Já as micotoxinas apresentam seus efeitos, quando ingeridas – têm boa absorção pelo tratogastrointestinal – e apresentam ação tóxica no SNC e renal. As toxinas de algas são termoestáveis, possuindo ações tóxicas gerais, em especial, no fígado e SNC. O tratamento para estas intoxicações é sintomático e de suporte. Além disso, vimos que as principais espécies de animais peçonhentos que causam acidentes são: cobras, aranhas, escorpiões, lagartas, abelhas, formigas e vespas. Estas espécies possuem toxinas muito diferentes entre si, do ponto de vista molecular, sendo os principais grupos: peptídeos, proteínas, enzimas, aminas biogênicas, alcaloides, glicosídeos, terpenos etc. As ações podem ser locais ou sistêmicas, e os efeitos variam imensamente, mas chamam a atenção os efeitos locais (dor), cardiotóxicos, hemolíticos e neurotóxicos. A maioria das espécies possui o antiveneno específico como antídoto e principal medida de tratamento. Foi possível entender, na Unidade 3, que os metais são agentes tóxicos amplamente 125 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE dispersos na natureza, porém as atividades antrópicas são as que mais influenciam os níveis destes metais. Existem vários exemplos de metais, porém os principais são: chumbo, mercúrio, cádmio, arsênico e crômio. Os sinais e sintomas são os mais variados possíveis, mas chamam a atenção as ações mielo, nefro e neurotóxicas. O tratamento da exposição aos metais é realizado com agentes quelantes ou antagonistas. Por fim, analisamos os medicamentos, que representam o maior número de notificações por intoxicação. A toxicidade dos medicamentos e das drogas de abuso será afetada por todos os fatores toxicocinéticos e toxicodinâmicos. A overdose é a reação tóxica grave e exagerada, em função de quantidades excessivas de drogas de abuso. 126 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE EXERCÍCIO FINAL 01- Os animais peçonhentos são aqueles que possuem glândulas, as quais produzem peçonha (veneno), e têm condições naturais para, geralmente, inoculá-las em outros organismos. Esta condição é dada por meio de dentes modificados, aguilhão, ferrão, quelíceras, cerdas urticantes, entre outros. A Organização Mundial de Saúde (OMS) incluiu os acidentes por animais peçonhentos na lista das doenças tropicais negligenciadas. Além disso, devido ao alto número de notificações, os acidentes por animais peçonhentos foram incluídos na Lista de Notificação Compulsória do Brasil, ou seja, todos os casos devem ser notificados ao Governo Federal, imediatamente após a confirmação. A medida ajuda a traçar estratégias e ações para prevenir esse tipo de acidente. Analise as assertivas abaixo acerca dos cuidados que se devem ter, após o acidente com animais peçonhentos: I- Se possível, e caso tal ação não atrase a ida do paciente ao atendimento médico, deverá ser lavado o local com água e sabão. II- Se possível, e caso tal ação não atrase a ida do paciente ao atendimento médico, lavar o local com álcool a 70%, amarrar e cobrir o local acometido. III- Procure atendimento médico imediatamente. IV- Realize assepsia com antisséptico adequado e faça sucção no local da picada. V- Informe ao profissional de saúde o máximo possível de características do animal, tais como: tipo de animal, cor, tamanho, se possível, tire fotos, dentre outros. Estão corretas as assertivas: a) I e II. b) I e IV. c) I, II e IV. d) I, III e V. e) II, IV e V. 02- As plantas tóxicas crescem nos campos e nos jardins das casas. Sua ingestão pode causar alterações nos Sistemas Circulatório, Gastrointestinal e Nervoso Central. A planta comigo-ninguém-pode, por exemplo, é encontrada com 127 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE muita frequência nas residências, nos jardins ou em vasos. A ingestão desta planta pode causar edema das membranas mucosas, provocando dificuldade de deglutição. Se o edema for intenso, a vítima corre risco de morte, devido à total obstrução das vias aéreas. O atendimento especializado é urgente (Adaptado de Fiocruz – NuBio – Núcleo de Biossegurança). Com base no texto e no que foi estudado, leia as afirmações abaixo: I- A maior parte das intoxicações por plantas ocorre, quando elas são ingeridas ou manipuladas, principalmente por crianças (na faixa etária de 0 a 7 anos) ou pequenos animais (cães e gatos). II- Cerca de meia hora após a ingestão de uma planta venenosa, a vítima pode apresentar sinais clássicos de colapso circulatório, frequência cardíaca alta, queda de pressão arterial, sudorese, cianose e fraqueza. III- São exemplos de plantas tóxicas: chapéu-de-Napoleão, comigo-ninguém-pode, copo de leite, mandioca brava, mamona, cinamomo, arruda, urtiga e dente de leão. IV- Muitos produtos químicos que se mostraram tóxicos são, na verdade, constituintes de plantas que fazem parte da dieta humana. Por exemplo, o carcinógeno safrol é encontrado em batatas; solanina e chaconinasão encontradas na pimenta-do-reino; quininos e fenóis são comuns em vários alimentos. Assinale a alternativa que apresenta apenas os itens corretos: a) I, II e III. b) II e IV. c) I, III e IV. d) I e II. e) I e III. 03- Cerca de 1% do lixo urbano é constituído por resíduos sólidos, contendo elementos tóxicos. Entre estes elementos, estão metais pesados, como o cádmio, chumbo e mercúrio, componentes de pilhas e baterias, que são perigosos à saúde humana e ao meio ambiente. Quando descartadas em lixos comuns, pilhas e baterias vão para aterros sanitários ou lixões a céu aberto, e o vazamento de seus componentes contamina o solo, os rios e o lençol freático, atingindo a flora e a fauna. Por serem bioacumulativos e não biodegradáveis, esses metais chegam de forma acumulada aos seres humanos, por meio da cadeia alimentar. A legislação vigente (Resolução CONAMA no 257/1999) 128 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE regulamenta o destino de pilhas e baterias após seu esgotamento energético e determina aos fabricantes e/ou importadores a quantidade máxima permitida destes metais em cada tipo de pilha/bateria, mas o problema ainda persiste. Medidas ou soluções técnico-científicas precisam ser cada vez mais pensadas e tomadas, como a substituição de tais tipos de metais. (Adaptado de MMA (Ministério do Meio Ambiente. Disponível em: http://www.mma.gov.br. Acesso em: Maio de 2021). Uma medida que poderia contribuir para acabar definitivamente com o problema da poluição ambiental por metais pesados, relatado no texto, seria: a) Deixar de consumir aparelhos elétricos, que utilizem pilha ou bateria como fonte de energia. b) Usar apenas pilhas ou baterias recarregáveis, de vida útil longa, e evitar ingerir alimentos contaminados, especialmente peixes. c) Exigir que fabricantes invistam em pesquisa e desenvolvimento para, por exemplo, realizar a substituição destes metais tóxicos por substâncias menos nocivas ao homem e ao ambiente, e que não sejam bioacumulativas. d) Criar nas cidades, especialmente naquelas com mais de 100 mil habitantes, pontos estratégicos de coleta de baterias e pilhas, para posterior repasse a fabricantes e/ou importadores. e) Todas as alternativas anteriores estão corretas. http://www.mma.gov.br 129 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE REFERÊNCIAS BRUNTON, L.L.; HILAL-DANDAN, R.; KNOLLMANN, B.C. Goodman & Gilman: As Bases Farmacológicas da Terapêutica. 13ª ed. Rio de Janeiro: McGraw-Hill, 2018. 1760p. CAMPOS, S. C.; SILVA, C. G.; CAMPANA, P. R. V.; ALMEIDA, V. L. Toxicidade de espécies vegetais. Rev. Bras. Pl. Med., Campinas, v.18, n.1, supl. I, p.373-382, 2016. CHAWLA, M. P. S., SUNDRIYAL, D. Burton’s Line. New England Journal of Medicine, 367(10), 937–937, 2012. CHISLOCK, M. F., DOSTER, E., ZITOMER, R. A., WILSON, A. E. Eutrophication: Causes, Consequences, and Controls in Aquatic Ecosystems. Nature Education Knowledge 4(4):10, 2013. FURMAGA J., KLEINSCHMIDT K., SHARMA K. Hydrocarbons and Halogenated Hydrocarbons. In: Brent J., Burkhart K., Dargan P., Hatten B., Megarbane B., Palmer R. (eds) Critical Care Toxicology. Springer, Cham. 1-12, 2016. GILBERT, S. G. A Small Dose of Toxicology - The Health Effects of Common Chemicals. Institute of Neurotoxicology & Neurological Disorders (INND) Seattle, WA 98115, 2011. HODGE, H.C., STERNER, J.H. Tabulation of Toxicity Classes, American Industrial Hygiene Association Quarterly, 10:4, 93-96, 1949. HODGSON, E. A Textbook of modern toxicology. 4th ed. USA: Ed. Ernest Hodgson, 2014. 648p. KESSLER, R. The Minamata Convention on Mercury: a first step toward protecting future generations. Environmental Health Perspectives. v. 121, 10, 2013. Acesso em MAIO / 2021. KLAASSEN C. D., WATKINS, J. B. Fundamento em toxicologia de Casarett e Doull. 2. ed. Porto Alegre: Artmed, 2013. 472p. MORAES, E. C. F.; SZNELWAR, R. B.; FERNICOLA, N. A. G. G. Manual de toxicologia analítica. São Paulo: Ed. Rocca, 1991. 229p. MICHEL, O. R. Toxicologia Ocupacional. 1. ed. São Paulo: Thieme Revinter, 2001. 302p. MINISTÉRIO DA SAÚDE, Secretaria de Vigilância em Saúde, Departamento de Vigilância Epidemiológica - Acidentes por Animais Peçonhentos. Guia de Vigilância Epidemiológica. 6ª edição (2005) – 2ª reimpressão, Brasília/DF, 2007. OGA, S., CAMARGO, M. A., BATISTUZZO, J. A. O. Fundamentos de toxicologia. 4. ed. São Paulo, Atheneu, 2014. 704p. 130 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE PAZ, A. P. S., NASCIMENTO, E. C. P., MARCONDES, H. C. et al. The presence of polycyclic aromatic hydrocarbons in food products and their relationship with the cooking method and nature of the food. Braz. J. Food Technol., v. 20, 2017. REVISTA BRASILEIRA DE TOXICOLOGIA. Sociedade Brasileira de Toxicologia (SBTOX). São Paulo. Disponível em: www.sbtox.org. Acesso em: MAIO/2021. RITTER, J.M., FLOWER, R., HENDERSON, G., LOKE, Y.K., MACEWAN, D., RANG, H. P. Rang e Dale Farmacologia. Ed. Guanabara, 9ª ed., 2020. 808p. REDDY M. R. K, MASTAN S. A. Algal Toxins and their Impact on Human Health. Biomed Pharmacol J 4(1), 2011. http://www.sbtox.org UNIDADE 4TÓPICOS ESPECIAIS, TOXICOLOGIA FORENSE E ANALÍTICA 132 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE INTRODUÇÃO À UNIDADE Você já percebeu que estamos cercados de radiação? Radiação eletromagnética, como de micro-ondas, raios infravermelhos, luz visível, ultravioleta etc. Normalmente, associamos radiação/radioatividade a armas químicas de guerra e catástrofes nucleares, mas esta propriedade também pode ser utilizada a nosso favor, na vida cotidiana, por exemplo, na área médica, para diagnóstico (tomografia) e tratamento (radioterapia) de tumores. Enfim, a radioatividade é um indicador útil, mas deve ser usado de forma adequada. E se pensarmos, também, que nosso alimento pode estar contaminado com agentes tóxicos importantes? Ou que estamos inseridos em um grande ecossistema, e ele pode ser ou estar sendo contaminado? Pior que isso, muitas vezes, somos nós mesmos quem o contaminamos! Nitidamente, desde a Revolução Industrial, devido ao crescimento demasiado e desordenado, o meio ambiente está cada vez mais sendo transformado pelas ações antrópicas, as ações realizadas pelo ser humano, as quais trazem como consequência os problemas ambientais. Estas modificações preocupam cientistas, pois o mundo tem dado sinais de que não aguentará por muito tempo tamanha pressão. Vivemos tempos em que as catástrofes naturais se tornaram frequentes em todo o planeta, causando danos irreparáveis, como o agravamento do aquecimento global, por causa das emissões de gases poluentes na atmosfera. Nesta última unidade de nosso caderno de estudos, compreenderemos as toxicologias forense e analítica, as quais tratam, de maneira aplicada, como as substâncias são absorvidas, distribuídas, metabolizadas, ou eliminadas do corpo. Ao estudarmos os agentes tóxicos e como eles agem no corpo, já estávamos nos adiantando ao estudo da toxicologia forense e analítica. Contudo, neste momento, conheceremos um pouco das técnicas e as matrizes biológicas mais utilizadas. A toxicologia forense também é aplicada em casos de investigações post-mortem, em que seja necessário estabelecer se ocorreu um contato excessivo com algum agente tóxico e, em caso afirmativo, se isso, de fato, contribuiu para a morte. Ao final desta unidade, você deverá: entender a radiação, seus efeitos e seus principais usos; definir agrotóxicos/pesticidas, conhecendo as principais classes; compreender os conceitos de toxicologia ambiental e ecotoxicologia; citar os poluentes ambientais, as principais fontes de poluição e as principais doenças associadas; conhecer 133 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE e exemplificar os agentes tóxicos presentes nos alimentos (constitutivos, contaminantes ou adicionados); e assimilar as relações entre toxicologia forense e analítica. 4.3 MATERIAIS RADIOATIVOS A radiação é a energia na forma de ondas ou fluxos de partículas. Existem muitos tipos de radiação, quasetodos presentes ao nosso redor. Quando as pessoas ouvem a palavra radiação, muitas vezes, pensam em energia atômica, energia nuclear e radioatividade, mas a radiação tem muitas outras formas. O som e a luz visível são formas familiares de radiação; outros tipos incluem radiação ultravioleta (que produz um bronzeado), radiação infravermelha (energia na forma de calor) e sinais de rádio e televisão. As radiações ionizantes, como os raios α e os raios-X, são radiações que têm energia suficiente para deslocar os elétrons das moléculas. Estes elétrons liberados têm, então, a capacidade de danificar outras moléculas, em particular, o DNA, causando, desta forma, potenciais efeitos para a saúde. O grande perigo da radiação reside no fato de que ela não pode ser vista ou detectada diretamente pelos sentidos humanos. Por exemplo, estima-se que 10% dos cânceres de pulmão são atribuíveis a exposições ao radônio (Rn) – um gás nobre que não possui cor, odor ou sabor. A contaminação radioativa, como radiação natural de fundo8, conforme acontece com o radônio, ocorre em algumas regiões do mundo. Esse gás se concentra em ambientes fechados, tais quais minas subterrâneas, residências e indústrias. Entretanto, há uma preocupação particular sobre a contaminação das águas superficiais e subterrâneas por compostos radioativos gerados pela produção de armas nucleares e pelo processamento de combustíveis nucleares. Nos últimos anos, a quantidade de radiação que os seres humanos receberam aumentou muito, devido à geração de energia e às aplicações médicas, especialmente as doses mais altas, associadas a exames de tomografia computadorizada (TC), dentre outras. Atualmente, 50% das exposições à radiação são médicas (Figura 26), 48% ambientais e 2% de produtos de consumo. 8 É a radiação ionizante, originária de uma variedade de fontes naturais e que não estão associa- das a nenhuma atividade humana. Por exemplo, existem isótopos radioativos em nossos corpos (potás- sio-40, carbono-14), nas casas, no ar, na água e no solo. Cabe ressaltar que também estamos expostos à radiação do espaço sideral. 134 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE Figura 26 - Ressonância Magnética. Fonte: Shutterstock (2021). NA PRÁTICA Um método cada vez mais popular de documentar patologias cerebrais é o uso de métodos de neuroimagem. Tomografia Axial Computadorizada e Ressonân- cia Magnética (RM) produzem imagens do cérebro que podem mostrar mudanças no volume ou densidade de uma região ou ventrículo específico. Outras técnicas, como Tomografia por Emissão de Pósitrons (PET) e Tomografia Computadorizada de Emissão de Fóton Único (SPECT), usam moléculas traçadoras radioativas, para determinar mudanças bioquímicas funcionais em processos, tais como a utilização de glicose pelas células. Acredite se quiser, mas o número de casos até agora analisados com técnicas de neuroima- gem ainda é relativamente pequeno. Portanto, efeitos específicos mediados por agentes tóxicos não são tão bem caracterizados, embora este campo crescente prometa contribuir significativa- mente para estudos de neurotoxicidade no futuro. O estudo dos efeitos da radiação ionizante na saúde sempre foi e será complicado, pelo fato de que existem vários tipos de radiação, desde fótons de raios-X às partículas 135 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE pesadas carregadas, encontradas no espaço. Em qualquer tipo de radiação, o dano potencial também dependerá do nível de energia dos fótons ou partículas. Assim, os átomos e moléculas do DNA podem ser ionizados direta ou indiretamente, afetados pela criação de um radical livre, como o radical hidroxila. Para partículas de radiação, como nêutrons e partículas α, o dano é principalmente direto, enquanto para fótons, como raios-X, haverá a formação de radicais livres, os quais representam cerca de dois terços dos danos ao DNA em células de mamíferos. O perigo apresentado por uma substância radioativa é frequentemente avaliado, por meio de um indicador denominado “toxicidade radioativa potencial” ou radiotoxicidade. A radiotoxicidade potencial é um indicador usado principalmente na gestão de resíduos radioativos, para avaliar o perigo potencial associado à ingestão (as exposições internas, quando o material radioativo está dentro do organismo, são mais prejudiciais, uma vez que não estamos protegidos contra emissores que se instalam de forma duradoura em nossos corpos). Por exemplo, um reator descarregado contém quilogramas de plutônio. Qual seria a dose resultante da ingestão destes quilos de plutônio por uma população? Como tal ingestão não ocorreria com um bom gerenciamento de resíduos, a radiotoxicidade potencial nesse caso superestimaria muito o risco. Entretanto, o indicador é extremamente útil ao comparar as soluções previstas para o armazenamento de muito longo prazo de rejeitos radioativos. Geralmente esquecido o qualificador “potencial”, a radiotoxicidade potencial é, muitas vezes, confundida com uma toxicidade verdadeira, gerando mal- entendidos e medos. Existe uma ampla hierarquia em radiotoxicidade. O trítio é o radioisótopo menos radiotóxico. A maioria dos núcleos mais pesados, como urânio, plutônio e actinídeos menores, é muito radiotóxica, visto que emite partículas α de curto alcance. O plutônio-239 é, por exemplo, 14.000 vezes mais radiotóxico do que o trítio. O próprio trítio apresenta energia particularmente pequena de seus elétrons, e este isótopo de hidrogênio é geralmente eliminado do corpo antes de se desintegrar (sua meia-vida biológica é de apenas 10 dias, muito mais curto do que sua meia-vida radioativa de 12 anos). Por outro lado, o plutônio é radiotóxico, porque este emissor α pode ser fixado nos ossos e no fígado por um longo período de tempo. Felizmente, os átomos de plutônio e actinídeos menores têm uma mobilidade muito baixa na natureza, o que reduz a probabilidade de serem ingeridos ou inalados por humanos. Os raios-X são uma forma de radiação eletromagnética semelhante à luz visível. Ao contrário da luz, no entanto, os raios-X têm maior energia e podem passar pela maioria dos objetos, incluindo o corpo. Raios-X médicos são usados para gerar imagens de tecidos e estruturas dentro do corpo. Se os raios-X que viajam pelo corpo também passam por um 136 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE detector de raios-X do outro lado do paciente, será formada uma imagem que representa as “sombras” formadas pelos objetos dentro do corpo. Estes raios-X atravessam o corpo, sendo absorvidos em diferentes quantidades, por diferentes tecidos, dependendo da densidade radiológica dos tecidos por onde passam. A densidade radiológica é determinada tanto pela densidade quanto pelo número atômico (o número de prótons no núcleo de um átomo) dos materiais que estão sendo visualizados. Por exemplo, estruturas como o osso contêm cálcio, que tem um número atômico maior do que a maioria dos tecidos. Por causa desta propriedade, os ossos absorvem prontamente os raios-X e, portanto, produzem alto contraste no detector de raios-X. As radiografias de raios-X podem detectar fraturas ósseas, certos tumores e outras massas anormais, pneumonia, alguns tipos de lesões, calcificações, objetos estranhos, problemas dentários etc. A ingestão ou inalação de um elemento radioativo resulta em uma chamada dose efetiva comprometida, tendo em vista que existirão consequências biológicas importantes da irradiação causada pelo material radioativo, agora em contato íntimo com o organismo. Além disso, seus efeitos se estenderiam por longos períodos de tempo, podendo durar até toda a nossa vida. Desta forma, é preciso levar em consideração como os materiais radioativos são eliminados e como são fixados pelo nosso corpo, além do tipo de radiação e a meia-vida do decaimento radioativo. Os principais efeitos da radiação no corpo humano são: a) Agudos: náusea, dor de cabeça, fraqueza, perda de cabelo, queimaduras e diminuiçãoda função orgânica; b) Crônicos: danos no DNA - consequentemente câncer e síndrome hematopoiética. Hoje, os tratamentos disponíveis só servem para diminuir os sintomas, os quais costumam variar de enjoo e dor de cabeça à síndrome hematopoiética – diminuição no número de glóbulos vermelhos, brancos e plaquetas, havendo necessidade, nestes casos, de transfusões, antibióticos e suplementos de fluidos. Se a exposição à radiação for maior, pode ocorrer a síndrome gastrointestinal, com hemorragias no Sistema Digestivo, mais difícil de ser tratada, que pode levar à morte em cinco dias. Nos casos mais graves, chega-se à síndrome do Sistema Nervoso Central, quando os neurônios acabam morrendo. O quadro de agonia dura poucas horas, sendo sempre fatal. Uma série de fármacos, para tratar intoxicação por radiação, vem sendo testada e deve ser aprovada nos próximos anos. Por hora, o único tratamento disponível são as cápsulas de iodo. Mas é fato que não existe qualquer tipo de terapia para os efeitos fisiológicos da radiação. Como medidas de controle, recomenda-se o correto planejamento das atividades que serão desenvolvidas em ambientes de trabalho, de forma a diminuir as doses individuais, o número de pessoas expostas e a probabilidade de exposições acidentais. 137 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE Os Equipamentos de Proteção Individual (EPI) e Coletiva (EPC) devem ser utilizados por todos os trabalhadores. SUGETÃO DE LEITURA Acidente de Goiânia com Césio-137. Leia o artigo: “Efeitos biológicos das radia- ções ionizantes. Acidente radiológico de Goiânia”. Link: http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0103-40142013000100014. E, claro, não poderíamos deixar de pensar no ano (2011), em que o Japão foi atingido por um terremoto, um tsunami e um acidente nuclear. Leia mais no site da BBC - https://www.bbc.com/portuguese/internacional-55943220 (Aces- so MAIO/2021). Figura 27 - Dosímetro com usina nuclear em segundo plano, na Zona de Exclusão de Chernobyl, Ucrânia – 19/03/2016. Fonte: Shutterstock (2021). http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0103-40142013000100014 138 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE SUGESTÃO DE VÍDEOS Assista ao vídeo: “Césio 137: o mais grave acidente radioativo do Brasil comple- ta 30 anos”. Acesse: https://globoplay.globo.com/v/6123510/. Neste mesmo sentido, um famoso acidente que tocou o mundo foi o da usina nuclear de Chernobyl, na Ucrânia. Você pode descobrir mais sobre este outro acidente, por meio da série “Chernobyl”, de 2019. Veja o trailer no link: https://www.youtube.com/watch?v=s9APLXM9Ei8. 4.4 AGROTÓXICOS/PESTICIDAS De todos os tópicos estudados neste caderno, talvez este ocasione o maior número possível de discussões, sejam elas de ordem política, de saúde humana, animal ou ambiental. Independentemente da discussão, sabemos que o Brasil está entre os países que mais utilizam este grupo de agentes tóxicos, embora alguns justifiquem tamanho uso pelo fato de o país ser um dos maiores produtores agrícolas mundiais, ou seja, uso de muitos agrotóxicos, porque se produz muito. Atualmente, da forma como é feita a produção agrícola no Brasil, costuma-se dizer que existe uma dependência do uso de agrotóxico. A lógica de mercado do agronegócio e a produção em grande escala praticamente não permitiriam aos produtores escolhas alternativas, sendo este um problema a ser conhecido e tratado, não só por agências regulatórias, como a Anvisa, mas por diversos Ministérios e por entidades representativas dos consumidores. Além disso, no Brasil, são aprovados vários tipos diferentes de agrotóxicos todos os anos, na maioria das vezes, inclusive substâncias que são proibidas em outros países, como Canadá, Estados Unidos da América e vários países da Europa. De acordo com a BBC News Brasil, aproximadamente um terço da receita das principais fabricantes de agrotóxicos do mundo vem de produtos classificados como “altamente perigosos” - que têm como destino, em sua maioria, países emergentes, como Brasil, Índia e países pobres. https://globoplay.globo.com/v/6123510/ https://www.youtube.com/watch?v=s9APLXM9Ei8 139 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE SAIBA MAIS Ainda que sejam usados de forma correta, o fato é que não existe uso seguro para os agrotóxicos! Leia mais sobre este tema na matéria: “Entenda por que o Brasil é o maior consumidor de agrotóxicos do mundo”. Acesse o link: https://renastonline.ensp.fiocruz.br/recursos/entenda-brasil-maior-consumi- dor-agrotoxicos-mundo. Há séculos, diversos agentes químicos vêm sendo usados para matar ou controlar pragas. Os chineses usavam arsênico para controlar insetos, enquanto os primeiros romanos utilizavam sal comum para controlar ervas daninhas, e enxofre para controlar insetos. Em 1800, a piretrina (composto presente nas flores do crisântemo, Pyrethrum cinerariaefolium) começou a ser utilizada como inseticida. As raízes de certas espécies de Derris, no Brasil conhecida como Timbó (D. elliptica e Lonchocarpus spp.), foram usadas pelos chineses e por nativos da América do Sul como uma toxina para peixe. A rotenona, isolada em 1895, era aplicada para controle de insetos. Outro material desenvolvido para controle de insetos no Século XIX foi o Verde Paris (Paris Green), uma mistura de cobre e sais de arsênico. Fungos patogênicos foram e continuam sendo controlados com a famosa Calda Bordalesa ou mistura de Bordeaux, uma combinação de sulfato de cobre e cal hidratada ou cal virgem (hidróxido de cálcio). Os óleos de petróleo, destilados a partir do petróleo bruto, foram introduzidos na década de 1920, para controlar insetos cochonilhas e ácaros vermelhos (conhecidos como a segunda pior praga das lavouras cafeeiras). A década de 1940 viu a introdução dos inseticidas de hidrocarbonetos clorados como o DDT (Dicloro-Difenil-Tricloroetano – considerado o primeiro pesticida moderno) e os herbicidas de ácido fenóxi como o 2,4- D (ácido diclorofenoxiacético). Compostos naturais (como a cila - Red Squill), derivados dos bulbos da planta Urginea maritima (cebola do mar ou cila) foram eficazes no controle de roedores. Herbicidas de triazina (como atrazina), introduzidos no final dos anos 1950, dominaram o mercado mundial de herbicidas por vários anos. As piretrinas sintéticas ou inseticidas piretroides (por exemplo, resmetrina) tornaram-se, e continuam a ser, inseticidas https://renastonline.ensp.fiocruz.br/recursos/entenda-brasil-maior-consumidor-agrotoxicos-mundo https://renastonline.ensp.fiocruz.br/recursos/entenda-brasil-maior-consumidor-agrotoxicos-mundo 140 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE amplamente utilizados, devido à sua baixa toxicidade, maior persistência em comparação às piretrinas e baixa frequência de aplicação. Novas famílias de fungicidas, herbicidas e inseticidas continuam a ser introduzidos nos mercados mundiais, tendo em vista que compostos mais antigos perdem sua popularidade, por causa da resistência adquirida pelas pragas ou por conta dos efeitos adversos à saúde. ATENÇÃO! Os termos: pesticidas, produtos químicos agrícolas, herbicidas, praguicidas, defensivos agrícolas ou agrotóxicos são amplamente utilizados como sinônimos. Mas é necessário ter muito cuidado. De preferência, assim como ocorre no cenário mundial, deveremos utilizar o termo pesticida. Curiosamente, o Brasil é um dos poucos países do mundo, ou talvez o único, que adotou uma nomenclatura própria: “agrotóxico”. Agrotóxico, portanto, é o termo legal e está definido na Lei 7802/89 - a Lei dos Agrotóxicos. O termo surgiu em 1977, tendo sido criado pelo pesquisador e Doutor em agronomia Adilson Paschoal, autor do livro: “Pragas, agrotóxicos e a crise ambiente: Problemas e soluções”. A própria Anvisa usa o termo “agrotóxicos”. O nome é considerado negativo, e o projeto de Lei 6299/2002 (famoso por ser conhecido como “pacote do veneno”), tenta mudar o nome oficial para “pesticida”. Pesticida é o termoderivado de pesticide, da língua inglesa, enquanto que pra- guicida é o termo derivado de plaguicidas, denominação utilizada em países de língua espanho- la. Assim, ao longo desta unidade, utilizaremos os termos pesticida ou agrotóxico. Por definição, os agrotóxicos/pesticidas são substâncias sintéticas ou agentes biológicos usados para atrair ou repelir, controlar, destruir ou mitigar qualquer praga. Eles são aplicados principalmente na agricultura, para proteger as plantações de insetos, ervas daninhas e doenças bacterianas ou fúngicas durante o crescimento, e para proteger os alimentos de ratos, camundongos, insetos ou diversos contaminantes biológicos, durante seu armazenamento. 141 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE Os pesticidas são conhecidos por sua alta persistência no meio ambiente e, junto com os produtos de sua biotransformação, podem permanecer e interagir com o meio ambiente e os organismos vivos de várias maneiras, de acordo com sua natureza, estrutura química, doses e alvos. Os pesticidas podem ser classificados em: algicidas (algas), inseticidas (insetos), acaricidas (ácaros), nematicidas (nematoides), fungicidas (fungos), moluscicida (moluscos), herbicidas (plantas daninhas), rodenticidas (roedores) e reguladores de crescimento. De forma breve, conheceremos, nos próximos subitens, as características gerais das principais classes. 4.4.1 Inseticidas Este grupo de agentes tóxicos está subdividido em: Organofosforados, Organoclorados, Carbamatos e Piretroides. Organofosforados (OP) são ésteres de ácido fosfórico ou ésteres de ácido tiofosfórico, estando entre os pesticidas mais utilizados para o controle de insetos. Durante a década de 1930 e 1940, Gerhard Schrader e colegas de trabalho começaram a investigar compostos de OP. Eles perceberam as propriedades inseticidas destes compostos e, até o fim da Segunda Guerra, foram desenvolvidos muitos dos inseticidas OPs em uso atualmente, como o etil paration (O,O-dietil O-(p-nitrofenil) fosforotioato). O primeiro inseticida OP a encontrar uso generalizado foi o Tetraetilpirofosfato (TEPP), aprovado na Alemanha em 1944, e comercializado como um substituto da nicotina, para controlar pulgões. Devido à sua alta toxicidade em mamíferos e rápida hidrólise em água, o TEPP foi amplamente substituído por outros OPs. Com o passar dos anos, o Clorpirifos (O,O-dietil O-(3,5,6-tricloro-2-piridinil) fosforotioato) tornou-se um dos inseticidas mais vendidos do mundo, inclusive apresentando usos urbanos. Ele podia ser comprado para uso interno em residências, entretanto preocupações relacionadas à saúde fizeram com que agências de diferentes países proibissem seu uso. A única exceção é o uso contínuo como um termiticida (usado em térmitas ou cupins). O Paration foi outro inseticida amplamente utilizado, por causa de sua estabilidade em meio aquoso e sua ampla gama de atividades inseticidas. No entanto, a alta toxicidade 142 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE sobre mamíferos, em todas as vias de exposição, levou ao desenvolvimento de substâncias menos perigosas. Por sua vez, o Malathion [dietil(dimetoxitiofosforiltio) succinato] apresenta baixa toxicidade em mamíferos, porque os mamíferos possuem enzimas, as carboxilesterases, que hidrolisam prontamente a ligação carboxiéster, detoxificando o composto. Os insetos, por outro lado, não hidrolisam prontamente este agente tóxico, e o resultado é a sua ação inseticida seletiva. Os OPs são tóxicos graças ao seu mecanismo de ação: inibição da enzima acetilcolinesterase, a qual resulta no acúmulo de acetilcolina no tecido nervoso e órgãos efetores, tendo como principal local de ação o Sistema Nervoso Periférico. Além dos efeitos agudos, alguns compostos de OP foram associados à neurotoxicidade retardada, conhecida como neuropatia retardada, induzida por organofosforado. O sinal clínico característico é a paralisia bilateral dos músculos distais, predominantemente das extremidades inferiores, ocorrendo de 7 a 10 dias após a ingestão. Nem todos os compostos OP causam neuropatia retardada. Entre os pesticidas associados à neuropatia estão o leptofos, mipafox, tribufos e triclorofon. Os inseticidas OPs e carbamatos são relativamente não persistentes no meio ambiente. Eles são aplicados na cultura, ou diretamente no solo, como inseticidas sistêmicos, geralmente persistindo por apenas algumas horas, mas podendo variar a vários meses. Assim, estes compostos, em contraste com os inseticidas organoclorados, não representam um grave problema como contaminantes do solo e da água e raramente entram na cadeia alimentar humana. Sendo ésteres, os compostos são suscetíveis à hidrólise, e sua degradação produz agentes que geralmente não são tóxicos. A contaminação direta dos alimentos por altas concentrações tem sido a causa de alguns episódios de envenenamento em vários países. Os inseticidas de hidrocarbonetos clorados (organoclorados) foram introduzidos na década de 1940 e 1950, incluindo inseticidas, como o DDT 1-cloro-4-[2,2,2-tricloro- 1-(4-clorofenil)etil]benzeno, metoxicloro, clordano, heptacloro, aldrin, dieldrin, endrin, toxafeno, mirex e lindano. Os hidrocarbonetos clorados são neurotóxicos e causam efeitos agudos, ao interferirem na transmissão dos impulsos nervosos. Embora o DDT tenha sido sintetizado em 1874, suas propriedades inseticidas não foram observadas até 1939, quando o Dr. Paul Mueller, um químico suíço, descobriu sua eficácia como inseticida e recebeu o Prêmio Nobel por seu trabalho. Durante a Segunda Guerra Mundial, os Estados Unidos usaram grandes quantidades de DDT para controlar doenças transmitidas por vetores, como tifo e malária, aos quais as tropas americanas foram expostas. Depois da guerra, o uso do DDT generalizou-se na 143 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE agricultura. Sua persistência, inicialmente considerada um atributo desejável, mais tarde se tornou a base para preocupação pública. A publicação do livro de Rachel Carson – Primavera Silenciosa - em 1962 estimulou esta preocupação e acabou levando à proibição do DDT e de outros inseticidas clorados nos Estados Unidos, em 1972. O DDT, bem como outros organoclorados, foi usado extensivamente na agricultura e controle de mosquitos, em especial nos Programas de controle da malária da Organização de Saúde (OMS). Utilizaram-se extensivamente os inseticidas ciclodienos (clordano), como termiticidas na década de 1980, mas foram retirados do mercado, devido aos níveis mensuráveis de resíduos que supostamente causariam problemas de saúde. Níveis de resíduos de inseticidas clorados continuam sendo encontrados no meio ambiente e, embora as concentrações sejam agora mais baixas, ainda são uma preocupação. Já os inseticidas carbamatos são ésteres de N-metil (ocasionalmente N,N-dimetil) ácido carbâmico (H 2 NCOOH). Um dos inseticidas carbamatos mais usados é o carbaril (1-naftil metilcarbamato), um inseticida de amplo espectro, amplamente utilizado na agricultura, incluindo hortas domésticas, onde geralmente é aplicado. Não se considera o carbaril um composto persistente, porque é facilmente hidrolisado e possui uma DL 50 oral de 250 mg/kg (rato) e uma CL 50 (Concentração Letal 50%) dérmica maior que 2.000 mg/kg. Um exemplo de carbamato extremamente tóxico é o Aldicarbe (2-metil-2-(metiltio) proprionaldeído). Ambas as vias, oral e dérmica, são as principais portas de entrada, tendo uma DL 50 oral de 1,0 mg/kg (rato) e uma CL 50 dérmica de 20 mg/kg (para coelhos). Atualmente, o Aldicarbe é recomendado para aplicação em lavouras de algodão, frutas cítricas e batata-doce. Este composto se move facilmente no solo e pode contaminar o abastecimento de água subterrânea. Como os inseticidas OP, o modo de ação dos carbamatos é a inibição da acetilcolinesterase, com a diferença importante de que a inibição é revertida mais rapidamente do que com os compostos OP. Por fim, os piretroidesnão são agentes persistentes, o que levou os pesquisadores a desenvolverem compostos de estrutura semelhante com atividade inseticida, mas sendo mais persistente. Esta classe tem maior atividade inseticida e são mais fotoestáveis do que as piretrinas naturais. Existem duas classes de piretroides, dependendo se a estrutura contém um anel de ciclo-propano, ou se este anel está ausente na molécula. Geralmente, eles são aplicados em doses baixas (por exemplo, 30 g/Ha 9) e têm baixas toxicidades em mamíferos. Por exemplo, a cipermetrina, oral (suspensão aquosa) tem LD 50 de 4.123 mg/kg (rato) e CL 50 dérmico maior que 2.000 mg/kg (em coelhos). Os piretroides são usados tanto em ambientes agrícolas, quanto em ambientes urbanos. As piretrinas afetam as membranas nervosas, modificando os canais de sódio e 9 Ha = hectare. 1Ha = 10.000m2 144 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE potássio, resultando na despolarização das membranas. Formulações destes inseticidas frequentemente contêm o inseticida sinérgico piperonil butóxido, o qual atua para aumentar a eficácia desta classe de inseticidas, ao inibir as enzimas do citocromo P450, responsável pela degradação do inseticida. 4.4.2 Herbicidas Os herbicidas controlam as ervas daninhas e são a classe de pesticidas mais amplamente utilizada, a qual pode ser aplicada em lavouras, usando muitas estratégias para eliminar ou reduzir populações de ervas daninhas. Novas famílias de herbicidas continuam a ser desenvolvidas, sendo aplicadas em baixas doses. Curiosamente, os herbicidas são relativamente não fitotóxicos para plantas benéficas e são considerados amigos do ambiente. Algumas das famílias mais novas, como as imidazolinonas, inibem a ação da acetohidroxiácido sintase, responsável pela produção de cadeias ramificadas de aminoácidos nas plantas. Como esta enzima é produzida apenas nas plantas, os herbicidas têm baixa toxicidade aguda para mamíferos, peixes, insetos e pássaros. O potencial de contaminação ambiental continua vindo das famílias de herbicidas usados há anos. Os herbicidas clorofenoxi, tais como 2,4-D (2,4-ácido diclorofenoxiacético) e 2,4,5-T (2,4,5-triclorofenoxiacético) são compostos de ação sistêmica para controlar plantas de folhas largas, e eles estão em uso desde a década de 1940. As toxicidades orais desses compostos são muito baixas, mas algumas formas ácidas e alguns sais podem causar irritação nos olhos. Em relatos de casos de ingestão acidental ou intencional, ou contato dérmico com altas concentrações de 2,4-D, foram observados efeitos como taquipneia, taquicardia, vômito, leucocitose, congestão dos rins e do fígado em casos fatais, acidose metabólica, e efeitos neurológicos caracterizados por anormalidade sensorial e motora. A Agência Internacional de Pesquisa em Câncer (IARC) classifica o 2,4-D como possível cancerígeno humano, com base em evidência de carcinogenicidade inadequada em seres humanos e evidência limitada em animais de experimentação, mas estudos de mecanismo de ação evidenciam que o 2,4-D causa estresse oxidativo e imunossupressão. Uma mistura de 2,4-D e 2,4,5-T, conhecida como Agente Laranja, foi utilizada pelos 145 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE militares dos Estados Unidos, durante o conflito do Vietnã. Muita controvérsia surgiu sobre o uso por militares e acerca dos efeitos de longo prazo para a saúde. Contudo, a substância química principal, que causou preocupação toxicológica foi identificada como sendo um contaminante do Agente Laranja, o TCDD (2,3,7,8-tetraclorodibenzo-p- dioxina), que se formou durante o processo de fabricação. O TCDD é uma das substâncias sintéticas mais tóxicas conhecidas em animais de laboratório. O DL 50 para ratos machos é de 0,022 mg/kg, e para cobaias fêmeas, é de 0,0006 mg/kg. Além disso, é tóxico para o desenvolvimento dos embriões de ratas grávidas, em uma dose de apenas 1/400 da DL 50 , tendo-se demonstrado que causa efeitos congênitos em níveis de 1 a 3 ng/kg de peso corporal. O TCDD é um comprovado cancerígeno em camundongos e ratos, com o fígado sendo o órgão alvo principal. Este produto químico também demonstrou alterar o sistema imunológico e aumentar a suscetibilidade em animais expostos. Outra família de herbicidas, as triazinas, continua preocupando ambientalistas e toxicologistas, devido à contaminação da superfície e suprimentos de água subterrânea que podem se tornar água potável. O herbicida atrazina é usado principalmente em culturas de milho e tem um nível máximo de contaminação da ordem de 3,0 μg/L. Este herbicida foi encontrado em águas superficiais e subterrâneas em todo o mundo, com concentrações amplamente variáveis. O composto Paraquat (1,1-dimetil - 4,4-bipiridinio), apresentado na Figura 28, é um herbicida de contato, solúvel, o qual é ativo contra uma ampla gama de plantas, sendo aplicado como desfolhante em muitas colheitas. O composto se liga fortemente às partículas do solo após aplicação e se torna inativado. A maioria dos casos de envenenamento, que costumam ser fatais, devem-se à ingestão acidental ou deliberada de Paraquat. A toxicidade resulta de lesão pulmonar, com a formação de radicais superóxidos (O 2 -), cuja detoxificação pela enzima superóxido dismutase, resulta na formação de peróxido de hidrogênio (H 2 O 2 ), o qual peroxida lipídios e danifica membranas. 146 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE Figura 28 - Cebolinha chinesa morta, por meio da aplicação de herbicida - Paraquat. Fonte: Shutterstock (2021). A exposição da população geral a estes compostos pode ocorrer pelo contato direto em áreas agrícolas e residenciais, após a aplicação dos herbicidas, mas também pelo consumo de alimentos e água contaminados. 4.4.3 Fungicidas Anualmente, os fungos causam perdas de safras na América do Norte, particularmente nos Estados Unidos, no valor de milhões de dólares. Além disso, estudos recentes mostraram que toxinas e outras substâncias orgânicas transportadas pelo ar, liberadas de fungos que habitam o interior dos domicílios, provavelmente são responsáveis por uma série de efeitos adversos à saúde. Os compostos utilizados para combater estas perdas e os efeitos adversos à saúde são os chamados de fungicidas. O fungicida clorotalonil (tetracloroisoftalonitrila) é muito utilizado em ambientes urbanos e possui amplo espectro. É relativamente barato, oferece baixa toxicidade 147 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE aos mamíferos, controlando cerca de 140 espécies de organismos. Como resultado da popularidade deste composto, ele é encontrado rotineiramente em águas superficiais que entram em abastecimento público de água potável. Na formulação que pode ser adquirida pelo público em geral, é relativamente não tóxico. Uma família de fungicidas que causa preocupação são os ditiocarbamatos, derivados do enxofre do ácido ditiocarbâmico e incluem os dietilditiocarbamatos metálicos (de prata ou zinco). O último grupo inclui Mancozeb (um produto conjugado do íon zinco e bisditiocarbamato de etileno de manganês), Maneb (etilenobisditiocarbamato de manganês) e Zinebe (etilenobisditiocarbamato de zinco). Todos são eficazes fungicidas, usados em uma variedade de culturas, incluindo uvas, beterraba, milho, alho, cebola, cenoura, café, brócolis, couve, feijão, plantas ornamentais etc. Embora relativamente não tóxicos, eles hidrolisam, produzindo cancerígenos conhecidos, como Etilenotioureia (ETU). 4.4.4 Rodenticidas Os rodenticidas, também chamados de raticidas, vêm assumindo posição crescente nas estatísticas de intoxicação, particularmente nos últimos anos. Estes envenenamentos, em sua maioria, são causados por produtos convencionalmente chamados de “raticidas clandestinos”, fabricados ilegalmente a partir de vários agrotóxicos e outros produtos químicos que, no mercado informal, recebem nomes populares como “Chumbinho”, “Mil Gatos”, “Última Ceia”, “Pingo de Ouro”, dentre outros. Eles sãoresponsáveis por muitos casos graves de intoxicação, com elevado percentual de óbitos. A toxicidade destes agentes, em especial dos anticoagulantes, é seletiva para roedores e baixa para outros animais, inclusive o homem. A ingestão, na maioria dos casos, causa sinais e sintomas leves, porém pode levar a casos de vômitos e hemorragias locais e sistêmicas, devido à ação anticoagulante, sendo mais comuns as nasais, gastrointestinais, cutâneas e urinárias. No Brasil, a Resolução Normativa nº 2/78 proíbe o emprego de raticidas domissanitários à base de anidrido arsenioso, alfanaftiltioureia (ANTU), estricnica, fósforo branco, sais de bário e sulfato de tálio. Ainda hoje, os rodenticidas autorizados são somente aqueles à base de anticoagulantes cumarínicos, como a varfarina. 148 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE Esta classe de compostos é usada para controlar roedores, os quais causam perdas anuais de 20% a 30% em culturas de grãos e outras instalações de armazenamento de alimentos. Esses roedores são considerados pragas e abrigam doenças, geralmente causadas pelas pulgas que os habitam. Uma série de rodenticidas vem sendo usada há anos, incluindo varfarina [3-(α-acetonilbenzil)-4-hidroxicumarina], um potente anticoagulante com uma DL 50 oral de 3,0 mg/kg (rato). Na maioria das vezes, basicamente ocorreria que os ratos, ao se deslocarem por passagens estreitas, acabariam se machucando, desenvolvendo pequenas hemorragias, as quais seriam suficientes para causar sangramento até a morte, em cerca de uma semana. A fluoroacetamida é um rodenticida de ação rápida com um DL 50 oral de 15 mg/ kg (rato). Este agente tóxico é fornecido na forma de granulados ou iscas. O ANTU (α-naftiltioureia), estricnina e sais de tálio são outros raticidas de ação rápida e têm estado no mercado há muitos anos. A maioria dos agentes deste grupo é classificada como uso restrito, sendo aplicados apenas por operadores licenciados de controle de pragas. Intoxicações humanas associadas a rodenticidas geralmente resultam da ingestão acidental ou suicida. Indivíduos expostos aos rodenticidas deverão ser submetidos à lavagem gástrica precoce e uso de carvão ativado, além de receberem vitamina K como principal antídoto e, se o envenenamento for grave, transfusões de sangue são necessárias. O controle do processo coagulatório deverá ser feito por meio do exame de tempo de atividade de protrombina em um período de 3 até 5 dias após a exposição. PRÁTICA Para monitorar e identificar as contaminações de trabalhadores expostos a produtos químicos, em especial aos agrotóxicos/pesticidas, pode ser realizada uma série de exames. Destaca-se o exame de colinesterase - uma enzima presente no orga- nismo, responsável pela degradação da acetilcolina (Ach), um importante neurotransmissor responsável por, dentre outras, controlar os impulsos nervosos para os músculos. O exame é realizado em pequenas quantidades de sangue e está indicado principalmente para indivíduos que suspostamente se contaminaram com agrotóxicos que inibem as colinesterases. Existem duas classes de colinesterase: a) Colinesterase eritrocitária, que é transportada pe- 149 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE los glóbulos vermelhos do sangue; b) Colinesterase plasmática ou sérica, que é a colinesterase produzida pelo fígado, pâncreas e intestino delgado, a qual circula no plasma sanguíneo. Níveis baixos desta enzima, indicariam exposição aos agrotóxicos. Aliados ao resultado deste exame de sangue, poderão também ser feitos outros exames no sangue ou urina, para mensuração de parâmetros de função de diferentes órgãos e sistemas, além da análise de sinais e sintomas importantes da intoxicação, como cólicas, diarreia, vômi- tos, salivação excessiva, dificuldade visual, diminuição de pressão arterial, fraqueza ou paralisia muscular. Para conhecer o exame de colinesterase, acesse o site do Laboratório Fleury. Link de acesso: https://www.fleury.com.br/medico/exames/colinesterase-eritrocitos-varios- -materiais. Finalmente, a classificação toxicológica dos agrotóxicos impacta os manipuladores destes produtos, por meio do risco de contato durante a produção, embalagem, armazenamento, transporte, preparação da calda e aplicação nas lavouras. No ano de 2020, o Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA) e a ANVISA publicaram decisão, reclassificando os pesticidas já registrados no Brasil (até o ano de 2020 estavam registrados 2.300 produtos formulados, dos quais 252 sofreram reclassificação no ano de 2020, enquanto, no ano de 2019, 1.942 produtos já haviam sido reclassificados). Essa reclassificação é importante, pois coloca o Brasil no mesmo nível de outros países, além de ser considerada como marco regulatório do setor. Os parâmetros adotados são baseados no Sistema GHS (Sistema Globalmente Harmonizado de Classificação e Rotulagem de Produtos Químicos), adotado em 53 países. https://www.fleury.com.br/medico/exames/colinesterase-eritrocitos-varios-materiais https://www.fleury.com.br/medico/exames/colinesterase-eritrocitos-varios-materiais 150 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE SAIBA MAIS Na nova classificação GHS (Figura 29), são apresentadas cinco categorias toxicológicas e uma “não classificado”, identificadas por faixas coloridas, com pictogramas, imagens e palavras de advertência e classe de perigo (mostrando a toxicidade por via oral, dérmica ou inalatória). A caveira só está presente nas categorias (1), (2) e (3). Figura 29 - Classificação dos agrotóxicos, de acordo com o Sistema Globalmente Harmonizado de Clas- sificação e Rotulagem de Produtos Químicos - GHS (Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals). Fonte: Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento - MAPA (2021). Além disso, dependendo da toxicidade, concentração da formulação e padrões de uso, os pesticidas podem ser categorizados como uso “geral” ou “restrito”. Um pesticida de uso geral não causará efeitos adversos, quando usado de acordo com o rótulo, e poderá ser comprado e aplicado por qualquer pessoa. Já um pesticida de uso restrito poderá causar efeitos indesejáveis no meio ambiente, aplicador ou trabalhadores, apenas podendo ser adquirido e aplicado por um indivíduo licenciado. Os pesticidas são incomuns enquanto poluentes ambientais, pois são usados deliberadamente, com o propósito de matar alguma forma de vida. Idealmente, os pesticidas deveriam ser altamente seletivos, destruindo organismos-alvo e deixando organismos não-alvo ilesos. Entretanto, o que ocorre, na realidade, é que a maioria dos 151 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE pesticidas não é tão seletiva. Ao considerar o uso de pesticidas, os benefícios devem ser pesados em relação aos riscos para a saúde humana e qualidade ambiental. Entre os benefícios dos pesticidas estão o controle de vetores de doenças, aumento da produtividade agrícola e controle de pragas urbanas. Um risco importante é a contaminação ambiental, especialmente a translocação dentro do meio ambiente, onde os pesticidas podem entrar nas cadeias alimentares e nos sistemas naturais de águas. Fatores a serem considerados, neste sentido, dizem respeito à persistência destas substâncias no meio ambiente e seus potenciais de bioacumulação (veja o conceito no tópico “Toxicologia Ambiental”). A Anvisa estabelece a Ingestão Diária Aceitável (IDA) para todos os ingredientes ativos de agrotóxicos autorizados no Brasil, ou seja, a quantidade máxima que podemos ingerir diariamente, durante toda a vida, sem que soframos danos à saúde. A ANVISA também estabelece, a partir dos resultados de estudos de campo, o Limite Máximo de Resíduos (LMR), ou seja, a quantidade máxima de resíduo de agrotóxico que pode estar presente em cada cultura, após aplicação do mesmo em uma fase específica, segundo as Boas Práticas Agrícolas. Sempre que novas evidências, a partir de estudos toxicológicos surjam, poderá haver alteraçãona IDA e/ou no LMR. ATENÇÃO! Apesar do atual modelo agrícola, existem iniciativas tanto de redução (Manejo Integrado de Pragas), quanto de eliminação (agroecologia e cultivos orgânicos) do uso de agrotóxicos no cultivo de alimentos. A orientação mais saudável é consumir alimentos produzidos por sistemas agrícolas de redução ou ausência do uso destes agentes, tais como as técnicas de Produção Integrada de Frutas e/ou de produção orgânica de alimentos. Outra orientação importante para a obtenção de frutas, legumes e hortaliças, com menor probabilidade de presença de resíduos de agrotóxicos, é dar preferência aos que estejam no período da safra, pois, em geral, recebem uma menor carga de agrotóxicos. A Organização Mundial de Saúde recomenda consumir frutas, verduras e hortaliças, mesmo que contenham possíveis resíduos de agrotóxicos (se dentro dos limites autorizados), pois é melhor do que não as consumir. 152 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE Esta seção cobriu apenas alguns dos pesticidas disponíveis no Brasil e nos mercados mundiais. Uma compreensão dos processos químicos básicos afetados por pesticidas levou à descoberta e produção de novas famílias de produtos químicos. Os pesticidas modernos são, geralmente, seguros para uso, se as instruções no rótulo forem seguidas à risca. Avanços na instrumentação e uma compreensão de como são prejudiciais à saúde resultaram na produção de muitos pesticidas ambientalmente amigáveis e tão eficazes quanto os anteriores. 4.5 TOXICOLOGIA AMBIENTAL A Toxicologia Ambiental é o estudo multidisciplinar dos efeitos dos produtos químicos naturais e artificiais na saúde e no meio ambiente. Isso inclui o estudo dos efeitos dos produtos químicos nos organismos, em seus ambientes naturais e nos ecossistemas aos quais pertencem. Um termo criado no final da década de 1960, por René Truhaut, foi “Ecotoxicologia”. A ecotoxicologia difere da toxicologia ambiental, porque integra os efeitos dos estressores em todos os níveis da organização biológica, focando nas comunidades e ecossistemas inteiros. Já a toxicologia ambiental teria como foco as análises toxicológicas para os seres humanos e, frequentemente, concentra-se nos seus efeitos no nível do organismo. Ainda existe muita discussão sobre os termos, que muitas vezes são utilizados como sinônimos. Os toxicologistas ambientais trabalham principalmente na academia, empresas e agências governamentais. O trabalho pode incluir estudos de laboratório, modelagem computacional e trabalhos de campo. Não é incomum que um toxicologista ambiental também tenha treinamento em outras áreas, por exemplo, saúde pública, química ambiental e farmacologia. Alguns exemplos do que os Toxicologistas Ambientais estudam incluem: Os efeitos de um produto químico ou outras substâncias em diferentes concentrações em várias espécies. Se um produto químico ou outra substância pode bioacumular (aumentar com o tempo) em animais ou outros organismos. Isto é importante para exposições humanas, caso a bioacumulação ocorra em animais que fazem parte da cadeia alimentar humana, 153 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE como os peixes. Questões emergentes, como o estudo das fontes e efeitos dos microplásticos, os quais podem se tornar parte da cadeia alimentar humana. IMPORTANTE • Bioconcentração, Biomagnificação e Bioacumulação descrevem processos, pelos quais a concentração (ou quantidade) dos poluentes aumenta nos animais, conforme se aumenta seu nível trófico, ou seja, o nível da cadeia alimentar. • Bioconcentração é o processo que causa o aumento da concentração de um agente tóxico em um organismo aquático, em relação à sua concentração na água. • Biomagnificação é a acumulação de uma substância na biota, em toda a extensão da cadeia alimentar, por meio da alimentação. • Bioacumulação é a somatória de ambos os processos. A saúde ambiental pode ser considerada um ramo da saúde pública. Além disso, ela se concentra nas relações entre as pessoas e o ambiente que as cercam, promovendo, direta ou indiretamente, a saúde e o bem-estar humanos. A saúde do meio ambiente é uma parte fundamental de qualquer sistema de saúde pública que seja abrangente. Esta área trabalha no sentido de promover políticas e programas para reduzir a exposição a agentes tóxicos e outras exposições ambientais no ar, água, solo e alimentos, protegendo as pessoas e fornecendo às comunidades um ambiente mais saudável. Esta é uma área que, além de ser importante para nós seres humanos, também se mostra extremamente importante para o próprio meio ambiente! 154 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE NA PRÁTICA Um problema global emergente é a saúde das abelhas. Nas notícias dos últimos anos, estão termos como “Síndrome do Colapso das Colônias”, pesticidas “neonicotínicos ou neonicotinoides” e parasitas que só se reproduzem em colônias de abelhas. Cerca de 75% de todas as plantas com flores, e cerca de um terço de nossa produção de alimentos dependem de polinizadores animais (Figura 30). Acredita-se que o declínio geral da saúde das abelhas esteja relacionado a interações complexas entre vários estressores, incluin- do agrotóxicos/pesticidas, parasitas e a má nutrição, devido ao declínio dos habitats, às práticas errôneas de manejo das abelhas e à falta de diversidade genética. Os neonicotinoides têm sido um foco de atenção internacional, e seu mecanismo de ação guarda relação com o Sistema Nervoso Central dos insetos. Eles são altamente tóxicos para as abelhas e podem afetar a capacidade de reprodução. Além disso, os neonicotinoides são persis- tentes no ambiente, podendo ser absorvidos pelas plantas e encontrados, consequentemente, no pólen e no néctar. Leia a matéria da Embrapa “Pesquisadores avaliam mortalidade de abelhas no Brasil”. Link de acesso: https://www.embrapa.br/busca-de-noticias/-/noticia/16665113/pesquisado- res-avaliam-mortalidade-de-abelhas-no-brasil. Figura 30 - Abelha coberta por pólen em flor amarela. Fonte: Shutterstock (2021). https://www.embrapa.br/busca-de-noticias/-/noticia/16665113/pesquisadores-avaliam-mortalidade-de-abelhas-no-brasil https://www.embrapa.br/busca-de-noticias/-/noticia/16665113/pesquisadores-avaliam-mortalidade-de-abelhas-no-brasil 155 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE Dentro deste amplo contexto, uma temática nova e muito explorada diz respeito ao conceito de “One health”, em português, “Saúde Única”. Este é um conceito e estratégia mundial, o qual reconhece que a saúde das pessoas, dos animais e do meio ambiente estão todos interligados. Biólogos, biomédicos, médicos, veterinários, ecologistas e muitos outros profissionais trabalham juntos para monitorar e controlar ameaças à saúde pública e aprender como as doenças se propagam entre as pessoas, os animais e o meio ambiente, podendo assim tomar decisões de políticas públicas locais, regionais, nacionais ou globais. O médico patologista alemão Rudolf Virchow (1821-1902) já afirmava no Século XIX que entre os animais e a medicina humana não existiriam divisórias, e nem deveriam existir. Inclusive foi ele o responsável por cunhar o termo zoonose (doenças e/ ou infecções transmitidas para o homem por meio dos animais). Ao longo dos séculos seguintes, cientistas constataram similaridade nos processos infecciosos causados por doenças em seres humanos e animais. No entanto, a medicina humana e a medicina veterinária seguiram trajetórias independentes. Somente nas últimas décadas, teve início um esforço de aproximação nos estudos entre estas duas áreas. Enquanto as pessoas viverem próximas ou junto com animais (de estimação, da pecuária ou selvagens), a realidade deste grande cenário é a iminência constante para uma série de doenças. À medida que o mundo de hoje está cada vez mais globalizado ou conectado, a necessidade de aplicar efetivamente o conceito “One Health” só aumenta. Não só para proteger pessoas e animais de doenças, mas também para impedir rupturas econômicasque podem acompanhar os surtos de diferentes doenças, muitas ainda desconhecidas! PARA REFLETIR Se uma luz não acendeu em sua mente, deixe que eu a acendo para você! Cla- ramente, vemos uma relação fortíssima com a doença que nos assolou durante os anos de 2020 e 2021: a pandemia de COVID-19. A história natural desta doença se adapta, de forma emblemática, ao conceito “One Health”! Muitas interações entre pessoas, animais e o meio ambiente mudaram nos últimos anos, e as mudanças afetaram a saúde destes entes. Como principais fatores podemos levantar: 156 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE a) as populações humanas estão crescendo e se expandindo em novas áreas geográficas; b) a terra vem passando por mudanças climáticas e sendo cada vez mais explorada, por exemplo, por práticas agrícolas intensivas; c) As viagens e o comércio internacional aumentaram, por conta da globalização. Curiosa- mente, aproximadamente 60% das 1.461 doenças hoje reconhecidas em humanos são atribuídas a patógenos de vários hospedeiros que saltaram de outras espécies para a espécie humana. En- tre 60% e 75% das novas doenças infecciosas humanas que surgiram nas últimas três décadas são definidas como zoonóticas, em outras palavras, estimativas mostram que 5 novas doenças humanas surgiriam a cada ano, sendo pelo menos 3 delas de origem animal. Agora, compreenderemos um pouco mais os poluentes do ar, da água e do solo. 9 Poluentes do Ar A poluição do ar provavelmente ocorreu, assim que os humanos começaram a usar fogueiras para fazer calor e cozinhar. Durante séculos, o fogo foi usado de tal forma que as áreas de convivência eram cheias de fumaça. Após a invenção da chaminé, os produtos da combustão e os odores da cozinha eram removidos dos ambientes e expelidos para fora. Mais tarde, quando o carvão foi descoberto e usado como combustível, a fumaça tornou-se um problema nas cidades. No Século XIII, os registros mostram que a fumaça do carvão se tornou um incômodo em Londres. Em 1273, Edward I fez a primeira lei antipoluição, a qual proibiu a queima de carvão durante o período de sessões do Parlamento: “Que seja conhecido de todos ao som da minha voz, todo aquele que for considerado culpado de queima de carvão, sofrerá a perda de sua cabeça”. O aumento da combustão doméstica e industrial de carvão causou aumento da poluição do ar, principalmente nas grandes cidades. No Século XX, a mudança mais significativa foi o rápido aumento no número de automóveis, de quase nenhum na virada daquele século para milhões em apenas algumas décadas. Durante aquele tempo, poucas tentativas foram feitas para controlar a poluição do ar em qualquer um dos países industrializados, até depois da Segunda Guerra Mundial. A ação foi então solicitada, em parte, por dois episódios agudos de poluição, em que mortes humanas foram causadas diretamente por altos níveis de poluentes. Um exemplo foi o incidente que ocorreu em 1948, em Donora, uma pequena cidade industrial no oeste da 157 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE Pensilvânia, que ficou conhecido como “Nuvem tóxica de Donora”. No final de outubro, uma forte poluição se instalou na área, e uma inversão térmica impediu o movimento de poluentes para fora do vale. Vinte e uma mortes foram atribuídas diretamente aos efeitos da poluição. PARA REFLETIR Mas, você já se perguntou o que é ar puro? O ar não poluído é um conceito de como o ar seria se: a) os humanos e suas obras não estivessem na terra; b) se o ar não fosse poluído por fontes naturais. A verdadeira composição do ar dito “não poluído” é totalmente desconhecida, porque os hu- manos poluem o ar há milhares de anos. Além disso, existem muitos poluentes naturais, como terpenos de plantas, fumaça de incêndios florestais, fumos e fumaça de erupções vulcânicas. Os poluentes gasosos são substâncias na forma de gases, em temperatura e pressão normais, bem como vapores de substâncias que são líquidas ou sólidas. Entre os poluentes de maior preocupação estão o monóxido de carbono (CO), hidrocarbonetos, sulfeto de hidrogênio (H 2 S), óxidos de nitrogênio, ozônio (O 3 ) e outros oxidantes, óxidos de enxofre (SxOy) e dióxido de carbono (CO 2 ). As concentrações de poluentes são geralmente expressas em microgramas por metro cúbico (μg/m3) ou para poluentes gasosos como partes por milhão (ppm), em que 1 ppm = 1 parte de poluente por milhão de partes (106) de ar. Poluentes particulados sólidos finos ou gotículas de líquido podem ser suspensos no ar. Alguns dos diferentes tipos de partículas são definidos da seguinte forma: • Poeira: partículas relativamente grandes, com cerca de 100 μm de diâmetro. Exemplo: pó de carvão, cinza, serragem, pó de cimento, grãos. • Fumaça: sólidos suspensos com menos de 1 μm de diâmetro, geralmente liberados de processos metalúrgicos ou químicos. Exemplo: óxidos de zinco e chumbo. • Névoa: gotículas de líquido suspensas no ar, com um diâmetro inferior a 2,0 μm. Exemplo: névoa de ácido sulfúrico. 158 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE • Fumaça: partículas sólidas (0,05 - 1,0 μm), resultantes da combustão incompleta de combustíveis fósseis. • Aerossol: partículas líquidas ou sólidas (individual de poluição do solo e da água. Esses contaminantes incluem resíduos orgânicos (solventes), resíduos inorgânicos (cromo) e muitos resíduos desconhecidos. A contaminação do solo e da água ocorre, quando os produtos químicos ou subprodutos não são descartados ou conservados adequadamente. Além disso, acidentes industriais podem levar à contaminação local severa. Resíduos domésticos e municipais, tanto de esgoto quanto de descarte de produtos químicos são outra fonte importante de poluentes químicos. Na virada do Século XX, os resíduos municipais não recebiam tratamento e eram despejados diretamente em rios ou oceanos. Ainda hoje, muitas estações de tratamento mais antigas não fornecem tratamento. Além de matéria orgânica, pesticidas, fertilizantes, detergentes e metais são poluentes significativos lançados em áreas urbanas. Pesticidas persistentes aplicados diretamente no solo têm o potencial de se mover do solo para a água e, assim, entrar na cadeia alimentar do solo e da água. De forma semelhante, os fertilizantes são lixiviados (extração ou solubilização dos constituintes químicos de uma rocha, mineral, solo ou depósito sedimentar pela ação de um fluido) do solo, ou escoados durante as chuvas, e acabam fluindo para os sistemas naturais de água. Por fim, a poluição por compostos de petróleo tem sido uma grande preocupação desde meados de 1960. Em 1967, ocorreu o primeiro grande acidente envolvendo um petroleiro. Estima-se que pelo menos 10.000 derramamentos de óleo ocorram nos Estados Unidos a cada ano. Recentemente, no ano de 2019, no litoral do nordeste e sudeste brasileiro, foram derramadas cerca de 5 mil toneladas de óleo. O derramamento atingiu 11 estados e 130 municípios. Até hoje a Marinha do Brasil não chegou à conclusão sobre os possíveis responsáveis por esta tragédia ambiental. Além disso, a descarga de petroleiros desempenha um papel importante na poluição marinha. Outras fontes, como descarte impróprio do óleo de cozinha, de proprietários de carros particulares e pequenas garagens/oficinas também contribuem para a poluição de rios e cursos d´água. 160 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE ATENÇÃO! O uso de bioindicadores e biomarcadores na avaliação da toxicidade de agen- tes tóxicos de origem antrópica em áreas impactadas vem sendo amplamente utilizado nos últimos anos. Bioindicadores são espécies capazes de indicar os primeiros sinais de estresse ambiental, causado por contaminantes em diferentes níveis de organização biológica. Os líquens (associa- ções simbióticas de fungos e algas), por exemplo, são considerados ótimos bioindicadores da qualidade do ar, pois são organismos muito sensíveis a alterações ambientais (Figura 31). Biomarcadores são as alterações biológicas propriamente ditas, ou seja, são aquelas que demonstram que houve a exposição a um agente e/ou expressam o efeito tóxico dos poluentes presentes no ambiente. Um bom biomarcador deve apresentar alta susceptibilidade, boa sensi- bilidade, relativa especificidade e baixo custo de análise. Figura 31 - Líquen verde crescendo em árvore no Tennessee/EUA. Fonte: Shutterstock (2021). 161 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE 4.6 TOXICOLOGIA DOS ALIMENTOS É a área da Toxicologia que estuda os efeitos adversos produzidos por substâncias químicas presentes nos alimentos, sejam constitutivas, contaminantes (toxinas, poluentes ambientais, pesticidas) ou substâncias químicas adicionadas, especificamente, como conservantes (antimicrobianos, antifúngicos, antioxidantes), edulcorantes (Cuidado! Edulcorantes são agentes que substituem o açúcar e dão gosto doce), flavorizantes (saborizantes ou aromatizantes), de origem natural ou sintética. A adição de substâncias químicas nos alimentos será realizada com diversas finalidades, dentre elas, oferecer à população alimentos em qualquer época do ano e em qualquer parte do mundo. Outras vezes, simplesmente, será para conferir-lhe cor, odor ou sabor. Em geral, os aditivos alimentares têm se mostrado seguros e sem toxicidade crônica. Vários agentes foram introduzidos quando os testes de toxicidade ainda eram relativamente simples, no entanto, alguns destes agentes mostraram-se subsequentemente tóxicos e, por isso, ao longo dos anos, foram substituídos. Desta forma, seja qual for a finalidade a que se propõe, a adição de substâncias naturais ou artificiais nos alimentos requer leis específicas e um programa de toxicovigilância, capaz de controlar os alimentos em todas as fases de sua produção e monitorar a população, com vistas sempre as ações preventivas à intoxicação. Alguns exemplos de agentes orgânicos adicionados aos alimentos são: • Preservantes: antioxidantes como o ácido ascórbico ou a vitamina E. Agentes fungistáticos, como os proprionatos. • Flavorizantes - adoçantes: aspartame, manitol e sacarina. • Flavorizantes – saborizantes: vanilina e piperonal. • Modificadores de cor (pigmentos ou corantes): tartrazina e corante carmin. • Emulsificantes: propilenoglicol e monoglicerideos. • Estabilizadores: alginato de sódio. • Humectantes: glicerol. • Suplementos: vitaminas – tiamina, riboflavina e vitamina D. Aminoácidos – alanina e ácido aspártico. Já do ponto de vista das substâncias inorgânicas, as mais importantes são os nitratos e nitritos. Eles são amplamente utilizados como aditivos alimentares em produtos 162 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE curados, pois têm capacidade de fixação da cor rósea da carne e um grande poder antimicrobiano, que inibe o crescimento do Clostridium botulinum, bactéria anaeróbia, responsável pela intoxicação alimentar conhecida por botulismo. Estas substâncias também são constituintes naturais de alguns produtos agrícolas e, quando presentes, existem normalmente em pequenas quantidades. O aumento do teor de nitritos nestes produtos, deve-se principalmente à ação de bactérias sobre os nitratos, que os reduzem a nitritos. Este processo pode ser acelerado durante o armazenamento inadequado dos produtos, onde fatores como a temperatura, tempo de conservação e humidade relativa acabam sendo determinantes. Os nitritos e nitratos podem levar a formação de metehemoglobina, uma forma alterada de hemoglobina, onde o ferro (Fe2+) passa para forma de ferro (Fe3+), impedindo o transporte adequado de oxigênio e causando anemia funcional e hipóxia, além de metabolismo anaeróbio. Assim, quando o indivíduo atinge um estado de cianose ele apresentará a coloração cinza-azulada, principalmente nas extremidades e lábios, devido à baixa oxigenação do sangue. O diagnóstico da intoxicação é dado pela presença de angústia respiratória, a própria cianose (que normalmente não responde ao tratamento com oxigênio medicinal), sangue com cor de chocolate e avaliação da substância tóxica no sangue. O tratamento é feito pelo uso do antídoto azul de metileno, diálise e, em situações mais drásticas, transfusão sanguínea. SAIBA MAIS Além da condição de metemoglobinemia causada pelos nitritos/nitratos, exis- tem uma condição rara de origem genética. Um caso emblemático é o da famosa família Fugate – A família azul. Para saber mais leia a matéria “Clã Fugate: a triste saga da família de pele azul” - https://aventurasnahistoria.uol.com.br/noticias/vitrine/historia-triste-saga-da-fa- milia-azul.phtml. Quando pensamos em substâncias constitutivas dos alimentos, várias delas podem apresentar caráter tóxico. Devemos levar em consideração, que no geral, estas substâncias tóxicas são não-nutritivas, ou seja, não apresentam importância nutricional. Dentre estas, devem ser destacadas: glicosídeos cianogênicos e oxalatos (já citados no tópico https://aventurasnahistoria.uol.com.br/noticias/vitrine/historia-triste-saga-da-familia-azul.phtml https://aventurasnahistoria.uol.com.br/noticias/vitrine/historia-triste-saga-da-familia-azul.phtml 163 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE de plantas tóxicas), glicosinolatos, os próprios nitratos, glicoalcaloides,in Their Relations With Physiology, Pathology, and Medical Jurisprudence”. Ainda no Século XIX, o conhecimento do local de ação do curare, por Claude Bernard (1813 - 1878), iniciou o estudo moderno dos mecanismos de ação tóxica. A partir de então, os avanços foram numerosos. Eles aumentaram os conhecimentos da química das “poções” ou “venenos”, do tratamento dos envenenamentos, da análise dos agentes tóxicos e sua toxicidade, dos mecanismos de ação tóxica e processos de desintoxicação, bem como dos eventos moleculares específicos no processo de envenenamento. Já o Século XX ficou marcado com a publicação do polêmico livro: “The Silent Spring” (Primavera Silenciosa), em 1962, da escritora norte-americana Rachel Carson, bióloga marinha e ecologista. A obra foi considerada uma influência importante no início da Era Moderna da Toxicologia Ambiental, pois enfatizou a interrupção do uso generalizado e indiscriminado de pesticidas e outros produtos químicos, pregando o uso de substância com base em padrões ecológicos. http://cienciaecultura.bvs.br/pdf/cic/v56n1/a24v56n1.pdf http://cienciaecultura.bvs.br/pdf/cic/v56n1/a24v56n1.pdf https://super.abril.com.br/mundo-estranho/a-origem-sangrenta-dos-contos-de-fadas-parte-7-alice/ https://super.abril.com.br/mundo-estranho/a-origem-sangrenta-dos-contos-de-fadas-parte-7-alice/ 18 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE Embora por vezes impreciso, e com argumentos relativamente fracos, seu livro é frequentemente creditado como o catalisador que leva ao estabelecimento da U.S. EPA (Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos), sendo a autora considerada por muitos como a mãe do movimento ambiental. Em 1930, foi criado o NIH (National Institutes of Health) nos Estados Unidos e, em resposta às consequências da insuficiência renal aguda, promovidas pela utilização da sulfanilamida, foi aprovado, em 1938, o projeto de Lei Copeland. Este projeto foi o segundo envolvido na formação do tão famoso FDA (Food and Drug Administration) – agência de regulamentação equivalente à ANVISA, no Brasil. Pela primeira vez na história, substâncias que não eram medicamentos ou alimentos, deveriam, obrigatoriamente, demonstrar segurança e eficácia. Durante a década de 1950, o Congresso Americano aprovou a Cláusula Delaney (1958), a qual estabelecia que qualquer produto químico considerado carcinogênico em animais de laboratório ou em humanos não poderia ser adicionado aos alimentos. A Toxicologia passava, então, por novas mudanças, além de incluir no seu escopo a interface de modelos estatísticos e matemáticos aplicados. Na sequência, durante a década de 1960, a Toxicologia entrou em uma fase de vertiginoso desenvolvimento, mudando de uma ciência amplamente descritiva, para uma em que os mecanismos de ação tóxica passaram a ser de fundamental importância. A década de 60 ficou marcada, também, pelo trágico incidente da Talidomida – droga introduzida no mercado com ação hipnosedativa, anti-inflamatória, antiemética e contra enjoos nas grávidas. Alguns anos após o início do uso, foram relatados milhares (estima-se algo em torno de 12 mil crianças) de casos envolvendo a geração de bebês com malformação (focomelia, anomalia congênita que impede a formação normal dos membros superiores e inferiores), os conhecidos “bebês da talidomida” ou “geração talidomida”. SAIBA MAIS Leia sobre o escândalo da talidomida. Acesse: https://saude.abril.com.br/blog/com-a-palavra/o-novo-escandalo-da- -talidomida/. https://saude.abril.com.br/blog/com-a-palavra/o-novo-escandalo-da-talidomida/ https://saude.abril.com.br/blog/com-a-palavra/o-novo-escandalo-da-talidomida/ 19 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE Finalmente, desde a década de 1970, com maior ênfase no uso das técnicas de biotecnologia - biologia celular e molecular, o ritmo da mudança aumentou ainda mais, e avanços significativos foram feitos em muitas áreas, incluindo carcinogênese química, metabolismo de xenobióticos, avaliação de risco, entre muitos outros. A Toxicologia se mostra como uma ciência transdisciplinar e integrativa, não apresentando um único objetivo, mas sim permitindo a fusão entre o meio acadêmico e industrial. Como consequência, atualmente se observa um nítido conhecimento que serve à ciência e à comunidade como um todo. 1.2 PRINCÍPIOS E CONCEITOS Cotidianamente, estamos expostos a diferentes substâncias, agentes físicos ou biológicos, seja nas atividades diárias de nossa casa, no trabalho, ou em outros locais. Tais entes são utilizados, por exemplo, para prevenir e controlar pragas ou doenças, na construção de objetos, nos alimentos e no ar, por exemplo. Todavia, apesar das possíveis ações benéficas, elas podem trazer danos à saúde e ao meio ambiente. Neste sentido, a Toxicologia se apresenta como uma disciplina que tem aspectos preventivos, curativos e repressivos. • Aspecto Preventivo: permite o conhecimento dos riscos que um dado agente oferece, podendo estabelecer o uso seguro ou protocolos de segurança e prevenção em relação à exposição. • Aspecto Curativo: é o aspecto que mais se relaciona à disciplina de Farmacologia. Diz respeito ao tratamento e aos meios de recuperação dos indivíduos ou do meio ambiente, de acordo com o tipo de agente e intoxicação. • Aspecto Repressivo: refere-se às responsabilidades penais, quando os sujeitos estão envolvidos em situações ilegais (doping, uso ilegal de substâncias, emissão de poluentes atmosféricos, dentre outros). 20 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE Assim, a Toxicologia pode ser definida como o ramo da ciência que se preocupa com o estudo dos “venenos”. “Veneno”, de forma ainda genérica, é qualquer substância que causa um efeito prejudicial, quando administrada, seja por acidente ou por intenção, a um organismo vivo. A própria palavra ‘tóxico’ deriva do latim toxicus e do grego toxikon, que significam “veneno ou venenoso”. Convencionalmente, a Toxicologia também inclui o estudo de efeitos prejudiciais (adversos), causados por fenômenos físicos, como diferentes tipos de radiação, ruídos e temperatura. Na prática, entretanto, você perceberá que esta primeira definição abordada é muito simples e necessita ser mais precisa. Definições mais amplas de Toxicologia, como “o estudo da detecção, ocorrência, propriedades, efeitos e regulação de substâncias tóxicas” foram desenvolvidas nos últimos anos, porém, embora mais descritivas, não resolveram ainda tal simplicidade. O próprio efeito tóxico raramente, ou nunca, pode ser definido como um único evento molecular, mas sim ser visto como uma cascata de eventos bioquímicos e moleculares, começando com a exposição, prosseguindo para fenômenos chamados de distribuição e metabolismo e terminando com a interação com macromoléculas celulares, geralmente o DNA ou proteínas. Esta sequência pode ser acabada ou simplesmente mitigada por excreção do agente e/ou reparo do dano. Neste amplo contexto, podemos chegar, então, a definições mais atuais de toxicologia, como sendo a ciência que investiga experimentalmente a ocorrência, a natureza, a incidência, os mecanismos e os fatores de risco dos efeitos deletérios de agentes químicos, físicos e biológicos. Ademais, é a ciência que se preocupa em entender os efeitos nocivos, decorrentes das interações destes agentes nos organismos vivos e no ecossistema, sob condições específicas de exposição, incluindo a prevenção e a melhoria de tais efeitos. ATENÇÃO! O estudo da Toxicologia pode servir à sociedade de muitas maneiras. Não ape- nas para proteger os seres humanos e o meio ambiente dos efeitos deletérios dos agentes tóxicos, mas também para facilitar o desenvolvimento de substâncias tóxicas mais sele- tivas, como, por exemplo, agentes anticâncer, antibióticos, defensivos agrícolas, dentre outros. 21 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE A Toxicologia é uma ciência aplicada com muitas áreas de especialização, a qual envolve a integração de informações de muitosoligossacarídeos, dentre outras. Outro grupo de substâncias importantes e que merecem atenção são aquelas produzidas por microrganismos, como os fungos. As micotoxinas podem ser classificadas em aflatoxinas, ocratoxinas, tricotecenos e zearalenonas. Não há dúvida que as aflatoxinas são as mais conhecidas. A aflatoxicose, intoxicação causada pelos fungos Aspergillus flavus e A. parasiticus, pode levar a falhas no funcionamento hepático, processos hemorrágicos, espasmos, alterações funcionais do sistema nervoso central e até morte. O Aspergillus pode ser encontrado em uma diversidade de cultivos alimentares, como por exemplo, trigo, milhão, algodão, nozes e, principalmente, amendoim. As espécies A. flavus e A. parasiticus podem contaminar colheitas inteiras e podem permanecer vivas por muito tempo durante o armazenamento e processamento. Chama atenção que as aflatoxinas não podem ser destruídas por meio de cozimento, sendo necessário métodos físicos e químicos para eliminação total ou parcial destas toxinas. Ao todo, estes fungos podem produzir mais de 20 tipos diferentes de aflatoxinas, sendo que os efeitos agudos da intoxicação incluem febre, mal-estar, dor abdominal, anorexia, vômitos e hepatite. A intoxicação crônica, resultante da exposição baixa a moderada, pode gerar efeitos subclínicos, imunossupressores e até carcinogênicos. A aflatoxicose raramente é relatada, muito provavelmente por dificuldade diagnósticas, além disso, o tratamento, em casos agudos, é de suporte e dos danos e complicações relacionadas. O tratamento da intoxicação crônica, segue o mesmo princípio, porém identificando a forma de contaminação e eliminando-a. Os ocratoxinas contaminam cereais e leguminosas e causam intoxicação por meio do acumulo de gordura no fígado e danos renais graves. Os tricotecenos ocorrem em culturas de milho, trigo e cevada e podem causar vômitos, hemorragias, necrose de epiderme, redução de ganho de peso, anorexia e morte. Já as zearalenonas são toxinas produzidas por Fusarium sp. e ocorrem principalmente em milho, sorgo, cevada, trigo, aveia e subprodutos. Na intoxicação podem ocorrer aborto, hiperestrogenismo, infertilidade, ‘efeminização’ e ginecomastia em machos (estas intoxicações não afetam somente os seres humanos, mas animais de várias espécies, por isso o uso do termo ‘efeminização’ e ‘machos’), tendo em vista que estas toxinas se assemelham, do ponto de vista de ação, com os hormônios femininos. Finalmente, uma situação particular que pode ocorrer é a incorporação de compostos das embalagens aos alimentos. Ela ocorre em função das características físico-químicas dos alimentos (pH, teor de lipídeos, álcoois, tempo de armazenamento, temperatura) e das possibilidades de reação química com as embalagens. Essas reações 164 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE podem fazer com que os alimentos absorvam as substâncias, as quais podem atingir um grau de toxicidade ao serem ingeridas. Cuidado especial precisa ser tomado com embalagens de latas e plásticos. As latas devem ser revestidas internamente com filmes orgânicos e inorgânicos capazes de suportar as variações de temperatura, sendo inertes aos alimentos, de tal modo que não liberem, por exemplo, chumbo, cadmio ou alumínio. Já no caso dos plásticos, uma variedade de substâncias como, por exemplo, cloreto de vinila (PVC), estireno, bisfenol A, dentre outras, podem estar relacionadas ao desenvolvimento de diferentes tipos de cânceres. PARA REFLETIR Você costuma tomar café ou chá no copinho plástico? Armazena os seus alimentos em utensílios de plástico e posteriormente os aquece no micro-ondas? Cuidado! O plástico e o revestimento interno de embalagens de comidas enlatadas e bebidas, exclusivamente quando aquecidos, liberam uma substância conhecida como Bisfenol A – BPA (Figura 32). Este agente é amplamente utilizado na indústria, pois confere maior flexibilidade, re- sistência, estabilidade e efeito antioxidante. Reflita um pouco sobre isso ao ler a matéria: “Como manter o Bisfenol A longe de seu filho”. https://veja.abril.com.br/saude/como-manter-o-bisfenol- -a-longe-de-seu-filho/. Figura 32 - Garrafa plástica contendo BPA. Fonte: Shutterstock (2021). https://veja.abril.com.br/saude/como-manter-o-bisfenol-a-longe-de-seu-filho/ https://veja.abril.com.br/saude/como-manter-o-bisfenol-a-longe-de-seu-filho/ 165 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE 4.7 TOXICOLOGIA FORENSE E ANALÍTICA A toxicologia forense e a analítica são ciências multidisciplinares, com aplicações especializadas dos princípios básicos de toxicologia, abordados ao longo deste caderno. Os resultados forenses e analíticos podem fornecer evidências para a determinação da causa da morte e tempo de exposição letal; a fonte de contaminação de alimentos, água e fármacos adulterados; o papel do uso de drogas lícitas e ilícitas; e influência de substâncias químicas em colisões veiculares, acidentes de trabalho e disputas domésticas, entre outros assuntos relacionados a litígios. Fato é que a toxicologia forense depende fortemente dos fundamentos da Toxicocinética, da química analítica e do entendimento de analitos11, contidos em matrizes biológicas complexas. As exposições a agentes tóxicos específicos são presumidas a partir do conhecimento de sintomas clínicos, em um processo operacionalmente inverso da identificação de perigo. Além disso, cabe ressaltar que estas são ciências importantíssimas, as quais estão ligadas, em maior ou menor grau, ao Direito, pois com elas e, a partir delas, pode-se inocentar ou acusar um réu, em casos de suspeita de homicídio. Até o Século XX, a toxicologia forense restringiu-se a identificar a origem toxicológica de um dado crime, mas atualmente ela atua em perícias, tanto no indivíduo vivo (para rastrear drogas de abuso e caracterizar um estado de toxicodependência ou detecção de Doping12), quanto no cadáver (para detectar overdose, reação anafilática a drogas, envenenamentos, intoxicações gerais e outros). Os tipos de tecido usados para análises forenses dependem da natureza das informações necessárias, sendo determinados pelas circunstâncias do caso e pela condição do corpo. As matrizes biológicas adotadas em análises toxicológicas são fluidas, tais como: sangue, plasma, soro, urina e saliva. Cabelo, pelo e unhas são matrizes alternativas, indicadas para avaliação do uso crônico de algumas substâncias. Em casos post-mortem, podem ainda ser coletados humor vítreo, bile, tecidos encefálico, pulmonar, hepático e renal. Resultados pretendidos para avaliação e determinação do uso de drogas ilícitas provêm de tecidos vitais e de fácil acesso – quase invariavelmente sangue e urina, mas 11 Analito é uma substância ou componente químico, contido em uma amostra, que será alvo de análise em um determinado ensaio quali- ou quantitativo. 12 Qualquer substância, seja ela natural ou sintética, que visa à potencialização de rendimento e/ ou força e/ou perda de peso de seres humanos ou animais, de forma desleal e ilícita, em geral, ocorren- do nas atividades esportivas. 166 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE ocasionalmente lágrimas, ar expirado, transpiração, leite materno, fezes, muco vaginal, sêmen e/ou saliva. Além disso, uma gama mais ampla de tecidos, incluindo os órgãos, pode ser retirada durante a autópsia para exame post-mortem. Cérebro, fígado e rim são tecidos sólidos coletados rotineiramente. Altas concentrações de produtos químicos nos tecidos pode sugerir a via de administração, enquanto as concentrações do composto original ou do(s) metabólito(s) tóxico(s), em quantidades suficientes para causar danos a órgãos críticos, pode indicar a causa da morte. O conteúdo estomacal é examinado em casos de suspeita de overdoses orais. Em se tratando de matrizes biológicas, o sangue é o primeiro compartimento de distribuição para a maioria dos agentes tóxicos, tendo alto valor preditivo em indivíduos vivos. A disposiçãode certos produtos químicos pode elucidar circunstâncias de morte, como o CO ligado à hemoglobina abaixo do limite (50%) em um corpo recuperado de um prédio queimado, situação que indicaria que a morte ocorreu por outras razões, além da inalação de fumaça. Muitas vezes, o sangue é a amostra de escolha, para detectar, quantificar e interpretar drogas e outros agentes tóxicos. As concentrações destas substâncias podem ser úteis para estabelecer a ingestão e determinar o efeito no falecido, na hora da morte, ou na hora em que o sangue foi tirado. Para casos que envolvem tratamento hospitalar antes da morte, amostras de sangue deverão ser colhidas logo após a admissão, e imediatamente antes da morte, particularmente quando houver suspeita de envenenamento antes da admissão no hospital. Em cenas de crime, o sangue pode ser detectado a partir do produto fluorescente, produzido pela atividade da hemoglobina peroxidase: o famoso luminol. Novos e promissores métodos baseados em bioespectroscopia estão em desenvolvimento, o que permitirá a detecção de outros fluidos biológicos no campo. O sangue também pode ser analisado logo após a coleta, ou ser transportado para o laboratório para quantificação de células e gases sanguíneos, por exemplo. A urina representa a matriz de eliminação, sendo a amostra mais comum usada para testes de drogas no local de trabalho, onde são esperadas maiores concentrações em relação ao sangue, especialmente dos metabólitos; por outro lado, o valor de interpretação terá uma certa limitação, não se correlacionando diretamente com os efeitos da droga no momento da coleta da amostra, já que existe uma série de variáveis associadas à Toxicocinética de eliminação e aos fatores patológicos, como alterações na função renal e hepática. Cabelo e unhas podem ser especialmente informativos, uma vez que seu crescimento contínuo, durante a vida e deposição localizada de certos agentes tóxicos, 167 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE pode ser usado para definir um intervalo de tempo, desde a exposição até à realização do exame. Amostras de cabelo, geralmente retiradas da parte de trás da cabeça, podem ser usadas para testar a exposição a metais pesados e diversas drogas durante um período de semanas a meses. O cabelo é predominantemente usado para testar drogas, como anfetaminas, cocaína, maconha (THC) e heroína. A análise de drogas também pode ser feita nas unhas dos pés e das mãos, a fim de fornecer uma janela potencial ainda mais longa de exposição do que o cabelo. No entanto, relativamente pouco se sabe sobre como as unhas processam toxinas, portanto a interpretação dos resultados é mais difícil. O cabelo, por sua vez, está sujeito a problemas de contaminação externa que podem mitigar seu valor. O humor vítreo é a substância límpida e gelatinosa que preenche os olhos, sendo uma amostra essencial, a qual pode ser analisada para confirmar os valores de agentes tóxicos que são mais suscetíveis a alterações post-mortem. Isso é de particular interesse em traumas de veículos automotores, acidentes de trabalho, suicídios e homicídios. Por exemplo, o etanol pode ser produzido em tecido em decomposição e entrar no sangue, comprometendo a previsão de abuso de álcool, a partir do teor de etanol no sangue. A câmara vítrea é um pouco protegida da putrefação e, portanto, não é tão suscetível à contaminação microbiana e consequente fermentação e formação de etanol. As concentrações de álcool no humor vítreo são um pouco maiores do que no sangue (cerca de 20% em média), assumindo que não houve degradação. As análises dos fluidos e/ou tecidos biológicos para agentes tóxicos é um processo complexo que requer instrumentação sofisticada e analistas especialmente treinados. As análises qualitativas ocorrem contra um controle padronizado e com procedimentos simplificados que, às vezes, podem ser feitos no próprio campo. Se uma amostra positiva for detectada, a análise quantitativa mais rigorosa poderá ser feita com instrumentação mais complexa e cara, em um laboratório sofisticado. Uma série de equipamentos analíticos, como cromatógrafos líquidos ou gasosos (Figura 33), com mais frequência detectam etanol, várias drogas de abuso e medicamentos (anfetaminas, barbitúricos, benzodiazepínicos, canabinoides, opiáceos), agentes tóxicos comuns (arsênico, cianeto, CO, pesticidas e tálio) e intensificadores de desempenho atlético (esteroides anabolizantes, eritropoietina). 168 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE Figura 33 - Equipamento de HPLC (Cromatografia Líquida de Alta Eficiência). Fonte: Shutterstock (2021). Um problema especial na toxicologia forense surge, quando a informação é necessária após o embalsamento ou algum tempo depois do falecimento. Componentes de fluidos de embalsamamento, fixativos de aldeído e desinfetantes (fenol, metanol, etanol), além de aditivos específicos, como benzaldeído, paraclorobenzeno, tampão de ácido bórico e corantes de eosina, complicam a análise dos agentes tóxicos. Por exemplo, no emblemático caso da morte de Kay Sybers, em 1991, a degradação post-mortem completa da succinilcolina foi retardada pelo embalsamamento imediato, arranjado por seu marido, o qual, erroneamente, acreditava que os conservantes iriam mascarar o agente tóxico que ele tinha anteriormente injetado em sua esposa. Os eventos de um homicídio, ocasionalmente, podem justificar a análise em um cadáver, como a confirmação do modus operandi de um envenenador em série. Além de complicações associadas à putrefação e contaminação do solo, a degradação de constituintes orgânicos por metabolismo microbiano anaeróbio pode limitar a detecção de uma série de agentes tóxicos. As análises de resíduos em amostras não biológicas também são fundamentais para a toxicologia forense. A análise química do nitrogênio é a base da detecção de resíduos de arma de fogo, sendo a adulteração de produtos por aditivos químicos um problema constante no comércio. Em lançamentos industriais acidentais, tanto as autoridades ambientais estaduais quanto os representantes de empresa coletam amostras para determinação futura de 169 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE responsabilidade. Contaminantes ambientais ocasionais são monitorados para tipos específicos de litígios, como o estabelecimento de responsabilidade por despejo de materiais perigosos ou exposição pública, implicados em doenças ou violação de políticas que limitam a exposição dos trabalhadores. Você deve ter notado que o tema é extremamente amplo e complexo. Além de entender as matrizes biológicas e como são coletadas, é importantíssimo conhecer algumas técnicas de análises. Assim, as amostras enviadas para testes toxicológicos são geralmente coletadas pelo analista (um “examinador médico”, “patologista forense”, “perito” ou “legista”) ou técnico mortuário durante uma autópsia, e elas devem ser devidamente identificadas, rotuladas e lacradas o mais rápido possível após a coleta. Todas as amostras pertencentes a um caso devem ser coletadas e ensacadas separadamente em recipientes invioláveis. Como qualquer outra evidência, a custódia deve ser preservada em todos os momentos, desde o necrotério ou local de coleta até os testes laboratoriais, relatórios e armazenamento, para fins judiciais. Se a continuidade (seguimento) da evidência for comprometida, pode resultar no caso de recusa pelo tribunal. As buscas qualitativas são frequentemente técnicas, sendo baseadas em anticorpos ou enzimas de estado sólido com pontos finais colorimétricos, semelhantes aos produtos usados para testes domésticos de gravidez e glicose no sangue. Os testes comparam os analitos em diferentes matrizes (sangue, urina, saliva), com pouco trabalho preliminar e, muitas vezes, têm respostas. A especificidade depende da reatividade cruzada do anticorpo e é geralmente boa para classes químicas, como anfetaminas. Os imunoensaios padronizados são tipicamentedisponíveis para avaliação de vários analgésicos, antidepressivos, benzodiazepínicos, barbitúricos e outros. Creatinina urinária frequentemente acaba sendo medida para todas as amostras, porque valores abaixo de 20 mg/dL indicariam potencial diluição da amostra, uma adulteração frequentemente encontrada nos testes. Outra técnica de rastreamento comum usado no campo forense depende da detecção fotoelétrica da oxidação do etanol no ar exalado em um bafômetro (Figura 34). Por acaso, você já passou por uma “Blitz da Lei Seca”? 170 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE Figura 34 - Policial segurando bafômetro para avaliação dos níveis de consumo de álcool. Fonte: Shutterstock (2021). Em geral, os procedimentos de análises envolvem uma fase preparatória preliminar para remover analitos/contaminantes da matriz biológica, como filtração para remover sólidos, homogeneização de tecidos, ajuste de pH e precipitação de proteínas. Os metais podem ser analisados diretamente no sangue e na urina. O tecido sólido é tipicamente calcinado em um forno, ou digerido com ácido forte, e o resíduo é redissolvido para análise. Para quantificação dos metais, é utilizada a técnica de espectroscopia de absorção atômica, em que os íons metálicos dissolvidos são atomizados por alta temperatura, gerada via chama de oxiacetileno, forno de grafite ou eletrotermicamente. De forma sucinta, a energia absorvida para excitar os elétrons da camada de valência do metal é medida por um feixe transversal de luz visível. Este é um método de detecção que pode simultaneamente medir dezenas de metais e metaloides, incluindo: As, Cd, Cr, Hg, Pb, Se, Tl e U. Este procedimento também atomiza íons metálicos, mas usa um plasma de argônio, para atingir temperaturas tão altas que o elétron da camada de valência se ioniza, e os cátions resultantes são, então, introduzidos e detectados por um espectrômetro de massa. Outra técnica versátil, recentemente introduzida para a toxicologia forense, é a análise de metais, por meio da fluorescência de raios-X, em que os elétrons da camada interna são excitados para orbitais superiores e acabam emitindo fótons após o decaimento de volta ao estado fundamental. Este decaimento é característico e específico 171 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE de cada um dos metais presentes na amostra. A análise de metais também é uma técnica de múltiplos elementos e pode atingir altas resoluções, conforme o tamanho do feixe de raios-X incidente. A análise do sangue para toxicologia clínica normalmente começa com uma avaliação geral do hemograma completo e biomarcadores, incluindo metabólitos intermediários, proteínas de fase aguda e enzimas seletivas de tecidos. Se a identidade do agente tóxico e a hora ou quantidade de administração for conhecida, então a determinação quantitativa dos valores séricos ajudará na emergência médica, para fazer um prognóstico do resultado e traçar um curso apropriado de tratamento. As análises do soro também são usadas para monitorar os níveis eficazes da terapêutica com antídotos, especialmente os agentes com baixo índice de tolerância. Ocasionalmente, outros tecidos são analisados com base em casos específicos, como mecônio neonatal, para determinar o abuso de drogas pela mãe. Os laboratórios clínicos também podem ser utilizados para biomonitorar materiais perigosos, no que se refere à medicina ocupacional, por exemplo, após um acidente com liberação de produtos químicos. Finalmente, o carro-chefe das análises forenses quantitativas é a Cromatografia Gasosa (CG). A CG é uma técnica cada vez mais popular, versátil. e ela descreve o grupo de técnicas de separação analítica usadas para quantificar substâncias voláteis em uma fase gasosa. Na CG, os componentes de uma amostra são solubilizados em um solvente e vaporizados, a fim de separar os diferentes analitos. Nesta técnica, existem duas fases: uma fase estacionária e uma fase móvel. A fase estacionária, no geral, é um adsorvente sólido, mas também pode ser um líquido. A fase móvel é um gás quimicamente inerte, que serve para transportar as moléculas do analito através da coluna aquecida. A cromatografia gasosa é uma das únicas formas de cromatografia, em que a fase móvel não interage com o analito. Por sua vez, existem as técnicas de Cromatografia Líquida. A Cromatografia Líquida de Alto Desempenho (CLAE), também chamada de Cromatografia Líquida de Alta Pressão (HPLC), é outro método cromatográfico usado para separar uma mistura de compostos em química analítica e bioquímica. Esta técnica identifica, quantifica ou purifica os componentes individuais da mistura. Uma corrente transportadora líquida, denominada fase móvel, serve para transportar a amostra injetada, por meio de uma coluna de separação, até o detector. Na coluna de separação, os componentes individuais são separados, a partir das interações físico-químicas, e a ordem de eluição é baseada nestas interações. Os componentes separados são detectados pelo detector, com base na absorção de luz ou mudanças 172 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE no índice de refração, mudanças eletroquímicas/condutividade, ou simplesmente na distribuição de tamanho das moléculas eluentes. SAIBA MAIS As técnicas cromatográficas são amplamente utilizadas e estão entre as mais empregadas em análises químicas. Monitoramento do ar, testagem de água potá- vel, detecção de drogas através da urina, dentre outros. Todos esses processos podem parecer muito distantes uns dos outros, mas eles compar- tilham uma característica em comum: são algumas, das tantas aplicações que os processos cromatográficos possuem nas diversas áreas da toxicologia e no nosso dia-a-dia. Para conhecer mais o assunto, acesse: https://quimicajr.com.br/blog/cromatografia-qual- -seu-papel-nas-analises-quimicas/. https://quimicajr.com.br/blog/cromatografia-qual-seu-papel-nas-analises-quimicas/ https://quimicajr.com.br/blog/cromatografia-qual-seu-papel-nas-analises-quimicas/ 173 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE CONSIDERAÇÕES FINAIS Na quarta e última unidade de nosso caderno de estudos, compreendemos que a radioatividade envolve a exposição à radiação, mais comumente nos comprimentos de onda alfa e beta, os quais podem causar danos às células e ao DNA. Apesar dos efeitos tóxicos, as radiações também são utilizadas de forma benéfica, por exemplo, nos exames diagnósticos, como raio-X, tomografia (radiações ditas ionizantes), ressonância magnética (radiação dita não ionizante) ou ainda no tratamento de diferentes tipos de neoplasias (radioterapia). Foi possível entender que os pesticidas representam a classe de agentes tóxicos que mais geram discussão. Eles são divididos em várias classes, dentre as quais chamam atenção os inseticidas, herbicidas, fungicidas e rodenticidas. Os parâmetros LMR e IDA estão entrelaçados e são determinados de maneira que não afetem a saúde dos consumidores. Assim, se a aplicação de um agrotóxico for feita de maneira correta, conforme determinado na bula do produto aprovada pela Anvisa, a quantidade máxima de resíduo encontrada no alimento no momento do consumo estará dentro do limite legal estabelecido e, consequentemente, não deverá causar danos à saúde, à luz dos conhecimentos científicos atuais. Na quarta unidade, estudamos a toxicologia ambiental, que é o estudo multidisciplinar dos efeitos dos produtos químicos naturais e artificiais na saúde e no meio ambiente. É um ramo da saúde pública voltado às relações entre as pessoas, animais e o meio ambiente. Além disso, ela está relacionada a políticas e programas para reduzir a exposição a produtos químicos e outras exposições ambientais no ar, na água, no solo e nos alimentos. Também conhecemos One Health, ou Saúde Única, um conceito de estratégia global que reconhece as ligações entre a saúde das pessoas, dos animais e do meio ambiente, examinando as mudanças nas interações entre pessoas, animais e o meioambiente, e como estas mudanças afetam a saúde humana e animal. Analisamos os agentes tóxicos presentes nos alimentos, que podem ser constitutivos, contaminantes ou adicionados, dentre os quais os preservantes, flavorizantes, modificadores de cor, emulsificantes, estabilizadores, humectantes, suplementos, substâncias inorgânicas, toxinas de bactérias, fungos, glicosídeos cianogênicos, cloreto de vinila, estireno e BPA são os principais exemplos. Por fim, entendemos a toxicologia forense, uma ciência multidisciplinar que busca 174 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE mostrar a verdade de um fato perante a lei e que se preocupa, também, com as análises dos efeitos prejudiciais associados a agentes tóxicos, no seguimento de processos de investigação criminal, sendo apoiada fundamentalmente em técnicas toxicológicas analíticas. Além do aspecto legal e judicial, a toxicologia forense tem como principal objetivo a detecção e quantificação de agentes tóxicos em diferentes matrizes biológicas. 175 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE EXERCÍCIO FINAL 01- Segundo a Conferência de Quioto, os países centrais industrializados, responsáveis históricos pela poluição, deveriam alcançar a meta de redução de 5,2% do total de emissões, segundo níveis de 1990. O nó da questão é o enorme custo deste processo, demandando mudanças radicais nas indústrias, para que se adaptem rapidamente aos limites de emissão estabelecidos e adotem tecnologias energéticas limpas. A comercialização internacional de créditos de sequestro ou de redução de gases causadores do efeito estufa foi a solução encontrada para reduzir o custo global do processo. Países ou empresas que conseguirem diminuir as emissões abaixo de suas metas poderão vender este crédito para outro país ou empresa que não consiga (BECKER, B. AMAZÔNIA: Geopolítica na virada do II milênio. Rio de Janeiro: Garamond, 2009). As posições contrárias à estratégia de compensação presente no texto relacionam- se à ideia de que ela promove: a) retração nos atuais níveis de consumo. b) surgimento de conflitos de caráter diplomático. c) diminuição dos lucros na produção de energia. d) desigualdade na distribuição do impacto ecológico. e) N.d.a. 02- Segundo a Organização Mundial da Saúde (OMS), são registradas 20 mil mortes por ano, devido ao consumo de agrotóxicos. O Brasil vem sendo o país com maior consumo destes produtos desde 2008, decorrente do desenvolvimento do agronegócio. Reconhecidamente, os organofosforados atuam por meio da inibição de algumas enzimas importantes. Considere que um trabalhador rural se intoxicou, ao aplicar o inseticida organofosforado de forma inadequada e sem proteção. Apresentou, dentre outros efeitos, aumento de salivação, lacrimejamento, sudorese e bradicardia e, finalmente, veio a óbito. Este quadro clínico é decorrente, especificamente, da ligação do organofosforado com: a) Prostaglandinas 176 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE b) Acetilcolinesterases c) Hidroxilases d) Hexoquinases e) Piretroides 03- No que diz respeito ao conceito de “One Health”, ou Saúde Única, e o enfoque em prevenção global de doenças, analise as proposições abaixo: I- Na atualidade, as populações humanas estão mais expostas a contrair doenças zoonóticas, devido a variáveis interconectadas, incluindo a tendência à industrialização da pecuária, o que resulta em produção em larga escala, urbanização em massa e aumento de trânsito internacional de produtos e pessoas, aumentando a responsabilidade da medicina veterinária na saúde pública. II- Segundo a OIE, o conceito de Saúde Única determina que cada país deve cuidar da saúde pública em separado, segundo seus próprios métodos, devendo haver equipes distintas e especializadas de médicos para doenças humanas, e veterinários para doenças animais e questões agropecuárias, em benefício da segurança nacional. III- Animais e humanos atuam como co-determinantes da saúde uns dos outros, assim, o conceito de Saúde Única aborda os eventos de saúde pública no ponto de interseção entre saúde humana, animal e do meio ambiente, preconizando que comunidades veterinárias e de saúde pública atuem em parceria interdisciplinar para desenvolver soluções na prevenção e ação contra ameaças zoonóticas. IV- A abordagem da Saúde Única promove cooperação para vigilância contra doenças, investigação de surtos e atividades de resposta, de forma multisciplinar, na busca de fortalecimento e padronização entre métodos e instituições de saúde animal e humana, de modo a reduzir discrepâncias entre países, para que haja coerência e eficácia na prevenção e contenção de agravos à vida. V- Segundo a OMS (Organização Mundial da Saúde), hoje, 60% das doenças infecciosas humanas têm origem em animais. Exemplos disso são: raiva, dengue, doença de chagas, leptospirose e enfisema. Assinale a alternativa correta, sobre as asserções acima: a) Somente I e III estão corretas. b) Somente I, III e IV estão corretas. c) Somente II, IV e V estão corretas. d) Somente I, III, IV e V estão corretas. e) Somente II, III e IV estão corretas. 177 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE REFERÊNCIAS DORTA, D. J.; YONAMINE, M.; COSTA, J. L.; MARTINS, B. S. Toxicologia Forense. 1ª ed. São Paulo: Blucher, 2018. 750p. HODGSON, E. A Textbook of modern toxicology. USA: Ed. Ernest Hodgson, 4th ed., 2014. 648p. KLAASSEN C. D., WATKINS, J. B. Fundamento em toxicologia de Casarett e Doull. 2. ed. Porto Alegre: Artmed, 2013. 472p. MIDIO, A. F., MARTINS, D. I. Toxicologia de alimentos. São Paulo: Livraria Varela, 2000. 295p. MORAES, E. C. F.; SZNELWAR, R. B.; FERNICOLA, N. A. G. G. Manual de toxicologia analítica. São Paulo: Ed. Rocca, 1991. 229p. MOREAU, R. L. M.; SIQUEIRA, M. E. P. B. Ciências Farmacêuticas – Toxicologia analítica. 2ª ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2015. 352p. OGA, S., CAMARGO, M. A., BATISTUZZO, J. A. O. Fundamentos de toxicologia. 4. ed. São Paulo, Atheneu, 2014. 704p. RITTER, J.M., FLOWER, R., HENDERSON, G., LOKE, Y.K., MACEWAN, D., RANG, H. P. Rang e Dale Farmacologia. Ed. Guanabara, 9ª ed., 2020. 808p. ToxTutor – U.S. National Library of Medicine (NLM). Disponível em: https://toxtutor. nlm.nih.gov/index.html. Acesso em Maio / 2021. https://toxtutor.nlm.nih.gov/index.html https://toxtutor.nlm.nih.gov/index.html 180 XXXX uniavan.edu.br _Hlk67676072 _Hlk71984468 unidade REFERÊNCIAS EXERCÍCIO FINAL 1.4 FATORES DETERMINANTES DA INTOXICAÇÃO 1.3 TOXICIDADE E INTOXICAÇÃO 1.2 PRINCÍPIOS E CONCEITOS 1.1 HISTÓRICO INTRODUÇÃO À UNIDADE CONSIDERAÇÕES FINAIS unidade REFERÊNCIAS EXERCÍCIO FINAL CONSIDERAÇÕES FINAIS 2.2 TOXICODINÂMICA 2.1 TOXICOCINÉTICA 2.1.1 Absorção 2.1.2 Distribuição 2.1.3 Metabolismo 2.1.4 Excreção INTRODUÇÃO À UNIDADE unidade REFERÊNCIAS EXERCÍCIO FINAL CONSIDERAÇÕES FINAIS 3.1 CLASSES DE AGENTES TÓXICOS 3.1.1 Solventes e Vapores (Inalantes) 3.1.2 Hidrocarbonetos 3.1.3 Ácidos e Bases 3.1.4 Plantas, Fungos e Algas 3.1.5 Animais Peçonhentos 3.1.6 Metais Pesados 3.3.7 Medicamentos e Drogas de Abuso INTRODUÇÃO À UNIDADE unidade REFERÊNCIAS EXERCÍCIO FINAL CONSIDERAÇÕES FINAIS 4.7 TOXICOLOGIA FORENSE E ANALÍTICA 4.6 TOXICOLOGIA DOS ALIMENTOS 4.5 TOXICOLOGIA AMBIENTAL 4.4 AGROTÓXICOS/PESTICIDAS 4.4.1 Inseticidas 4.4.2 Herbicidas 4.4.3 Fungicidas 4.4.4 Rodenticidas 4.3 MATERIAIS RADIOATIVOS INTRODUÇÃO À UNIDADEcampos diferentes do conhecimento. A maioria dos toxicologistas trabalha para avaliar e compreender como os produtos químicos afetam os sistemas vivos. Seu trabalho envolve, dentre outras possibilidades: • Desenvolvimento da compreensão mecanicista dos efeitos. • Garantia de produtos químicos mais seguros. • Desenvolvimento de medicamentos mais seguros. • Determinação dos riscos de exposições químicas. • Desenvolvimento de tratamentos para exposições químicas. • Garantia de abastecimento seguro de água e alimentos. Dentro desta ciência eclética e multidisciplinar que é a Toxicologia, muitas áreas do conhecimento (Biologia, Física, Química, Bioquímica, Fisiologia, Farmacologia, Morfologia, Patologia, Bioinformática, Saúde Pública, Epidemiologia, Imunologia, Genética, Nutrição, Ecologia) oferecem contribuições específicas, permitindo o desenvolvimento de áreas de atuação/interesse, de acordo com a natureza do agente, ou a maneira pela qual ele interage com os sistemas biológicos. Assim, as principais áreas de interesse da Toxicologia são: • Mecanística/Mecanicista: estuda os mecanismos bioquímicos, celulares e moleculares, pelos quais os agentes tóxicos exercem seus efeitos. • Descritiva: estuda os testes de toxicidade, permitindo a avaliação de risco. Em outras palavras, é o fornecimento de dados para avaliação de segurança e dos requisitos regulamentares. • Regulatória: estuda e estabelece normas, responsabilizando-se por decidir se um produto (medicamento ou produto químico permitido em alimentos, atmosfera, água, por exemplo) representa risco, e se pode ou não ser utilizado ou comercializado. • Ocupacional: estudo quali-quantitativo dos efeitos nocivos, e os riscos produzidos pela interação dos agentes tóxicos presentes no ambiente de trabalho com os indivíduos a eles expostos. 22 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE VOCÊ SABIA? • A Toxicologia pode desempenhar um papel importante na prevenção de doen- ças relacionadas ao trabalho. • Os efeitos tóxicos das substâncias usadas no trabalho são semelhantes aos de outros tipos de produtos químicos. • Uma grande variedade de substâncias é usada nos mais diferentes tipos de trabalho. • As condições de uso determinam o grau de exposição e a probabilidade de efeitos adver- sos. • O controle de riscos depende do conhecimento dos prováveis efeitos adversos e da disponibilidade de meios técnicos e gerenciais para reduzir a exposição. • As relações entre o empregado, seu empregador, fornecedores, consultores especializa- dos e as autoridades reguladoras determinam a eficácia com a qual os riscos tóxicos são identificados e as medidas de controle implementadas. Pois é justamente com tudo isso, e muito mais, que a Toxicologia Ocupacional hoje se preo- cupa! • Ambiental: estuda os efeitos nocivos e os impactos causados pelos agentes tóxicos no meio ambiente (água, solo, ar) e em organismos não humanos (peixes, aves, animais terrestres e plantas). Preocupa-se com o entendimento destes agentes tóxicos na dinâmica de um ecossistema. • Alimentar: estuda os efeitos nocivos provocados por substâncias químicas presentes em alimentos, definindo as condições em que os alimentos podem ser ingeridos, sem causar danos ao organismo. • Desenvolvimento: estuda os efeitos adversos sobre organismos em desenvolvimento (antes da concepção, durante o desenvolvimento ou após o nascimento até a puberdade). • Forense: estuda os aspectos médico-legais dos efeitos nocivos dos agentes tóxicos sobre humanos e animais. 23 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE • Social: estuda as substâncias químicas utilizadas sem finalidade terapêutica, com repercussões individuais, sanitárias e sociais. • Translacional e Clínica: considerada um novo campo de atuação, promovendo uma abordagem sistemática para o desenvolvimento de intervenções terapêuticas que podem proteger, mitigar ou reverter os efeitos das exposições aos agentes tóxicos. Neste amplo contexto, entenderemos alguns conceitos que serão utilizados ao longo deste caderno e que, como você verá, são de fundamental importância para a toxicologia. • Veneno: no senso comum, é utilizado como sinônimo de agente tóxico. Entretanto, para a toxicologia deve ser visto como uma substância de origem animal (por vezes, de origem vegetal), utilizada para autodefesa ou predação e que, quando inoculadas, em determinadas concentrações, ao organismo vivo, produz alterações físico-químicas celulares, transitórias ou definitivas, incompatíveis com a saúde ou a vida. • Toxina: são substâncias produzidas por organismos vivos (plantas, animais, microrganismos), as quais causam efeito tóxico, sendo subdivididas em: Fitotoxinas (originadas de plantas); Endotoxinas e Exotoxinas (encontradas em bactérias); Micotoxinas (derivadas de fungos); Zootoxinas (encontradas em cobras, abelhas, escorpiões). • Tóxico: pode ser também designado de agente tóxico ou toxicante. É qualquer substância química, agente físico ou biológico, que pode causar dano, ferir ou matar organismos vivos. No geral, o termo toxicante é usado para caracterizar as substâncias tóxicas (ou subprodutos destas), geradas pela atividade antropogênica. ATENÇÃO! Toda toxina é um agente tóxico, mas nem todo agente tóxico é uma toxina! 24 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE • Toxicidade: é a capacidade de o agente tóxico causar lesões/danos, por meio da alteração de processos bioquímicos, sistemas enzimáticos, modificações patológicas, efeitos irritantes etc. É um termo qualitativo que depende da quantidade ou dose, da severidade e frequência das exposições, entre outros. • Risco: é a probabilidade (medida ou estimada) de ocorrência de um efeito nocível (não desejável), resultado da exposição a um agente químico, físico ou biológico, que aparece na forma de intoxicação, sobre as espécies não alvo ou ao meio ambiente. • Xenobiótico: do grego xeno = estrangeiro/estranho. É qualquer substância estranha que, em contato com o organismo, produz efeitos benéficos (medicamentos, por exemplo) ou tóxicos. Importante ressaltar que um xenobiótico, em pequenas quantidades, pode não ser tóxico e até benéfico, mas, via de regra, quando a dose é aumentada, podem ocorrer efeitos tóxicos e letais. • Antídoto: antídotos são agentes que anulam o efeito de um agente tóxico. Os antídotos promovem seus efeitos: a) prevenindo a absorção do agente tóxico; b) ligando-se e neutralizando o agente; c) antagonizando seu efeito sobre o órgão- alvo, ou d) inibindo a conversão do agente tóxico em metabólitos mais tóxicos. A administração do antídoto pode não apenas resultar na redução do nível de toxina livre ou ativa, mas também na mitigação dos efeitos do agente tóxico no órgão-alvo por mecanismos que incluem, por exemplo, a inibição competitiva ou o antagonismo direto do agente. Finalmente, cada agente tóxico, produz uma série de efeitos, que serão conhecidos ao longo do desenvolvimento deste caderno. De forma geral, estes efeitos indesejáveis são prejudiciais para o bem-estar (seres humanos, animais, meio ambiente) e são referidos como efeitos adversos, nocivos ou simplesmente tóxicos. Entretanto, também podem surgir as chamadas reações idiossincrásicas e/ou alérgicas. Assim, por definição: 9 Reação adversa O termo “adverso” é usado com o significado de “desvantajoso” ou “prejudicial”. Obviamente, um efeito deve ser evitado se for adverso, mas poderia teoricamente ser 25 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE tolerado, quando não adverso. Entretanto, em uma situação real, pode ser difícil posicionar a linha separando o efeito adverso do não adverso. De fato, ele pode ser caracterizado como qualquer resposta prejudicial ou indesejável, não intencional, a um agente, que ocorre nas doses/ quantidades usualmente empregadas nos seres vivos para profilaxia, diagnóstico, terapia de doenças ou para a modificação de funções fisiológicas. A reação adversa é caracterizada pela existênciade uma relação causal específica entre o agente e a ocorrência, e ela pode surgir como fruto da negligência, imprudência ou imperícia. 9 Reação Alérgica Ela é uma reação imunológica a um agente tóxico, que resulta da sensibilidade prévia a este gerente ou a outro agente de estrutura semelhante. Os termos hipersensibilidade e reação de sensibilização são frequentemente utilizados para descrever a situação. De forma interessante, uma vez que tenha ocorrido a sensibilização, reações alérgicas podem surgir, em decorrência da exposição a quantidades muito baixas destes agentes. Merece destaque que as reações alérgicas são, no geral, dose-dependentes, e a maioria dos agentes tóxicos (nomeadamente aqui as substâncias químicas) não são grandes o suficiente para induzir uma resposta imune – são substâncias ditas não imunogênicas, chamadas de Haptenos. Assim, é necessário que estes agentes se combinem com proteínas (endógenas) do hospedeiro, para formar um antígeno ou imunógeno – a molécula capaz de induzir a formação de anticorpos. 9 Reação Idiossincrásica (Idiossincrática) É a reação geneticamente anormal a um agente tóxico. A resposta é, em geral, do ponto de vista qualitativo, semelhante nos indivíduos. Pode ocorrer sensibilidade diferente a doses baixas ou, ainda, extrema insensibilidade a altas doses do agente tóxico. 26 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE 1.3 TOXICIDADE E INTOXICAÇÃO A toxicidade é a capacidade, potencial e inerente, do toxicante de provocar efeitos deletérios (nocivos) nos organismos vivos e no meio ambiente. Os principais fatores que influenciam a toxicidade de um agente tóxico são: frequência de exposição; duração da exposição e a via de contato (administração) do agente. Sem dúvida alguma, o principal grupo de agentes tóxicos de interesse para a Toxicologia são as substâncias químicas. Praticamente todas as substâncias químicas podem atuar como agentes tóxicos, se a quantidade presente no organismo for suficientemente alcançada para tal. Alguns agentes são, inclusive, tóxicos em quantidades muito pequenas e em condições agudas, enquanto outros necessitam de quantidades elevadas e repetidas exposições. O grau de toxicidade de uma substância é avaliado de forma quantitativa pela medida da chamada DL 50 (dose letal), que é a dose capaz de produzir a morte de 50% da população testada. ATENÇÃO! Quanto menor a DL50, maior a toxicidade do agente tóxico! As agências regula- tórias, em todo o mundo, já não recomendam que os pesquisadores determinem a DL50. Fique tranquilo, uma abordagem mais detalhada será realizada na Unidade II deste cader- no! Impossível seria fazer uma única classificação química das substâncias do ponto de vista da toxicologia, tendo em vista a ampla gama de substâncias existentes e as possibilidades de efeitos tóxicos. Algumas destas substâncias são produtos sintéticos, subprodutos de processos industriais e, até mesmo, produtos naturais. Assim, tem-se a seguinte classificação: 1. Quanto às Características Químicas: orgânicas ou inorgânicas. 2. Quanto às Características Físicas: sólidas, líquidas, gases, vapores e 27 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE aerodispersoides1. 3. Quanto à sua Natureza: animal, mineral, vegetal ou sintética. 4. Quanto ao Tipo de Ação Tóxica que Exercem: cardiotóxico, neurotóxico, hepatotóxico, nefrotóxico, ototóxico etc. 5. Quanto ao seu Uso: medicamentos, produtos domésticos (domissaneantes2), industriais, agrícolas e alimentícios. 6. Quanto à Via de Absorção/Contato: por ingestão gastrointestinal, por inalação, por via tópica, por via ocular. 7. Quanto às normas de rotulação: explosivo, irritante, radioativo, inflamável, comburente. Os símbolos de perigo (pictogramas), correspondentes à norma NBR 7500 da ABNT (2018), relativos às substâncias químicas, estão atualmente ultrapassados, mas podem ainda ser facilmente encontrados em diversas embalagens, conforme você observa na Figura 3. O COMBURENTE T ou T+ TÓXICO C CORROSIVO E EXPLOSIVO N PERIGOSO PARA O MEIO AMBIENTE Xi ou Xn IRRITANTE OU NOCIVO F ou F+ INFLAMÁVEL Figura 3 - Símbolos de Perigo para Substâncias Químicas (pictogramas). + (muito tóxico ou extremamente inflamável); i (irritante); n (nocivo). Fonte: Adaptado pelo autor, a partir do Catálogo ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas) (2021). 1 1 Substâncias que podem ser conduzidas e se dispersarem em áreas onde ocorre deslocamento de ar. 2 De acordo com a ANVISA, são as substâncias ou preparações destinadas à higienização, desinfecção ou desinfestação domiciliar, em ambientes coletivos ou públicos, em lugares de uso comum e no tratamento da água. 28 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE A simples exposição a essa gama variada de agentes (produtos químicos perigosos, por exemplo), presentes em diversos meios, como o ar, o solo, a água ou o nosso próprio alimento, não necessariamente se traduzirá em uma resposta tóxica. Os mamíferos, em geral, têm vários mecanismos de defesa inerentes, e barreiras de membrana que tendem a prevenir a entrada ou absorção e distribuição destes agentes, uma vez que uma exposição tenha ocorrido. No entanto, se o agente é prontamente absorvido pelo corpo, há ainda diversas outras barreiras anatômicas e fisiológicas, as quais podem impedir a distribuição ao tecido alvo, o que poderia provocar uma resposta tóxica. Como a resposta toxicológica é frequentemente relacionada à dose/quantidade de exposição, interações entre o agente tóxico, as barreiras do corpo e os mecanismos de defesa terão um efeito sobre o movimento destes agentes no corpo, modulando a taxa e a extensão da absorção e distribuição destes agentes nos tecidos alvos. ATENÇÃO! Como principais vias de exposição aos agentes tóxicos, deveremos reconhe- cer: pele, trato gastrointestinal e trato respiratório. A pele representa o maior ór- gão do corpo humano, e uma das suas principais funções é funcionar como uma barreira física à penetração de agentes tóxicos. Além dessa, uma das principais vias de entrada de agentes tóxicos no corpo são os tratos respiratório e gastrointestinal, os quais podem oferecer uma menor resistência à absorção do agente tóxico do que a pele. Em geral, o trato respiratório oferece a rota mais rápida de entrada, e a pele a menos rápida. Uma razão para esta diferença é porque a espessura da membrana, que é realmente a distância física entre o ambiente externo (superfície da pele, ar no pulmão ou a luz do intestino) e o capi- lares sanguíneos adjacentes, varia demais nestes órgãos. A entrada do agente tóxico depende, também, de sua quantidade presente no local de penetração/absorção quanto da saturabilidade dos processos de transporte envolvidos. 29 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE Uma série de eventos ocorrerão após a entrada do agente tóxico no organismo. As características físico-químicas do agente tóxico podem ser um indicador útil para saber se o agente tóxico será absorvido e distribuído no corpo. Após alcançar a circulação sistêmica, o metabolismo hepático terá o efeito mais significativo na biodisponibilidade dos agentes (químicos) após a absorção gastrointestinal. Todavia, a atividade microbiana e várias enzimas presentes no trato gastrointestinal e na pele poderão desempenhar um papel significativo no metabolismo inicial e, consequentemente, na absorção oral e dérmica. Após os processos de absorção, distribuição e metabolismo, finalmente o agente tóxico poderá ser eliminado por meio da urina, bile, fezes, ar, leite materno ou suor sob a forma inalterada, ou quimicamente modificado. Assim sendo, é de se acreditar que, para os agentes tóxicos exercerem sua atividade tóxica de fato, eles precisam entrar em contato com os organismos. Desta forma, a intoxicação, considerada como o processo patológico caracterizado por desequilíbrio da homeostasia (fisiológico), por meio de alterações bioquímicas e moleculares, acabará sendo evidenciada por sinais e sintomasou alterações laboratoriais e se desdobra em quatro fases (Figura 4): 1- Fase de Exposição: é a fase em que o organismo entra em contato com o agente tóxico. Nela, uma série de fatores são cruciais para o efeito tóxico: via de introdução/ exposição, duração e frequência da exposição, propriedades físico-químicas do agente, quantidade do agente tóxico e a variabilidade individual (susceptibilidade). 2- Fase Toxicocinética: compreende os estágios de absorção, distribuição, metabolismo e excreção. 3- Fase Toxicodinâmica: é a fase que compreende a interação entre as moléculas do toxicante e os sítios (locais) de ação dos agentes tóxicos. 4- Fase Clínica: é o momento em que aparecem os sinais e sintomas ou as alterações fisiopatológicas detectáveis. 30 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE Figura 4 - Fases da Intoxicação. Fonte: Adaptada pelo autor (2021), a partir de Moraes et al. (1991). Quando se fala em exposição, é importante destacar que ela pode ser categorizada, de acordo com a sua duração e frequência. Assim, as intoxicações podem ser consideradas: • Intoxicação Aguda: é aquela que ocorre de um único contato ou contatos múltiplos (cumulativos) com o agente tóxico, em um período de tempo não superior a 24 horas. Os efeitos aparecerão imediatamente ou no decorrer das exposições sucessivas (alguns dias). • Intoxicação Sobreaguda: é a exposição que ocorre durante um período superior a 24h e inferior a 1 mês. • Intoxicação Subcrônica: é a exposição repetida, que ocorre no período de 1 a 3 meses. • Intoxicação Crônica: é aquela que ocorre após exposição repetida e prolongada, geralmente maior de 3 meses, podendo chegar a anos. As quantidades/doses do agente tóxico são consideradas cumulativas. Já segundo a severidade dos efeitos causados, as intoxicações são classificadas em: • Leve: são reversíveis, e os sinais e sintomas desaparecem com o fim da exposição. 31 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE • Moderada: são também reversíveis, não sendo suficientes para provocar danos severos. • Severa: são irreversíveis, e severas o suficiente para produzir lesões graves ou até mesmo a morte. Além das três classificações acima, há ainda a toxicidade: Desconhecida (quando os dados toxicológicos disponíveis sobre as substâncias avaliadas são insuficientes ou inconclusivos); Imediata (quando ocorrer de forma muito rápida, após exposição única); e Retardada (quando ocorrer após um longo período de exposição e latência). Assim, entender as fases da intoxicação, a duração e a frequência de exposição e a severidade dos efeitos é importante ferramenta, para que se possa entender como funciona o agente tóxico, e o que ele causará aos organismos vivos, em especial ao corpo humano. Os sinais e sintomas mais comuns das intoxicações são: • Febre. • Erupções cutâneas. • Fraqueza, inchaço (lábios, língua, garganta, tonsilas). • Dificuldade de deglutição (disfagia). • Boca seca. • Dificuldade respiratória. • Tontura. • Suor excessivo. • Tremores. • Alteração de batimentos cardíacos. • Midríase ou Miose (dilatação ou contração da pupila, respectivamente). • Náusea, vômitos. • Diarreia. • Dor abdominal. • Cianose dos lábios (lábios azulados). • Queimação da mucosa oral e nasal. • Gastrite. • Euforia. • Dores de cabeça. • Confusão mental. • Alucinação, delírios. 32 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE • Prejuízo de memória. • Visão embaçada. • Convulsão e até mesmo coma. Claramente, esses sinais e sintomas dependerão do tipo de agente, da via, da duração e da frequência de exposição. Logo, na presença de alguns destes, é de fundamental importância afastar-se da fonte geradora da intoxicação, buscar ar livre e manter a calma. O indivíduo deverá buscar assistência médica ou dirigir-se a um pronto socorro o mais rápido possível, preferencialmente de posse do rótulo, bula ou foto do produto. Quanto mais rápido o socorro, maiores as chances de recuperação (sem sequelas). Os tratamentos são específicos para cada tipo de intoxicação e serão conhecidos, quando existirem, ao longo deste caderno. 1.4 FATORES DETERMINANTES DA INTOXICAÇÃO Além dos conceitos trabalhados até aqui, o conceito de toxicidade, que pode ou não determinar uma intoxicação, vincula-se ao chamado “risco tóxico”. Risco é a probabilidade existente, para que uma substância produza um efeito adverso previsível, em determinadas condições específicas. Pode-se dizer que nem sempre a substância de maior toxicidade será a de maior risco tóxico. Nitidamente, tudo dependerá de uma série de condições e fatores determinantes. Por exemplo, podemos ter agentes de alta toxicidade e baixo risco, ou ainda agentes de baixa toxicidade e alto risco. Portanto, você poderá concluir que o fracionamento da quantidade/dose total reduz a probabilidade de o agente causar efeitos tóxicos, e que a toxicidade de uma substância e os determinantes de sua intoxicação, geralmente, terão ligação com os seguintes fatores (Figura 5): 33 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE Fatores relacionados à substância Forma e atividade química intrínseca Dosagem/Quantidade da substância Via de exposição e absorção (hidro ou lipossolubilidade) Fatores relacionados ao organismo Espécie afetada Estágio de vida (criança, adulto jovem, adulto ou idoso) Sexo biológico Metabolismo Distribuição Excreção Saúde do indivíduo / Gravidez Estado nutricional Outros fatores Presença de outros produtos químicos Ritmos circadianos Figura 5 - Fatores Relacionados à Toxicidade das Substâncias. Fonte: Elaborada pelo autor (2021). A forma de uma substância química pode ter um impacto profundo em sua toxicidade, principalmente para elementos metálicos (em especial os metais pesados). Por exemplo, a toxicidade do vapor de mercúrio difere muito do metilmercúrio. Outro exemplo é o cromo: o Cr3+ é relativamente atóxico, ao passo que o Cr6+ causa corrosão cutânea ou nasal e câncer de pulmão. A atividade química intrínseca das substâncias também varia muito. Algumas podem danificar rapidamente as células, causando morte celular imediata, e outras interferem lentamente apenas com a função de uma célula. A dosagem (quantidade) é, talvez, o fator mais importante e crítico para determinar se uma substância será um agente tóxico agudo ou crônico. Praticamente todos os produtos químicos podem ser agentes tóxicos agudos, se doses suficientemente grandes forem administradas. Com frequência, os mecanismos tóxicos e órgãos-alvo são diferentes para agentes que causam toxicidade aguda e crônica. A forma como um indivíduo entra em contato com um agente tóxico, ou a via de exposição, é outro fator importante para determinar a toxicidade. Alguns produtos químicos podem ser altamente tóxicos por uma via, mas não por outras. Duas razões principais são as diferenças na absorção e distribuição dentro do corpo. Por exemplo, a sílica ou dióxido de sílica é um composto natural, encontrado nas formas amorfa e cristalina que, quando combinadas com metais e óxidos, darão origem a silicatos (talco, feldspato, mica). Ela pode ser manipulada sem grandes problemas, entretanto, a inalação 34 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE de partículas de sílica pode causar silicose, câncer de pulmão, tuberculose pulmonar, doença pulmonar obstrutiva crônica e insuficiência renal. De acordo com as respostas tóxicas relacionadas ao organismo, elas poderão variar substancialmente, dependendo da espécie avaliada. A maioria das diferenças entre as espécies são atribuíveis a diferenças no metabolismo, porém também podem ser devidas a diferenças anatômicas ou fisiológicas. Por exemplo, ratos não podem vomitar e expelir substâncias tóxicas antes de serem absorvidas ou causar irritação severa, enquanto seres humanos e cães são capazes de vomitar. Além disso, a toxicidade seletiva, entendida como um produto químico produzindo danos a um tipo específico de organismo sem prejudicar outro, mostra que diferentesespécies podem ser expostas simultaneamente a agentes tóxicos e responder de formas diferentes a eles. IMPORTANTE A “toxicidade seletiva” é uma característica muito importante e buscada em uma série de substâncias como os agentes quimioterápicos: antibióticos, antifún- gicos, anti-helmínticos, antiparasitários, antineoplásicos e antivirais, por exemplo. Você deve estar se perguntando agora: antibiótico, antifúngico, antivirais, etc. são agentes quimioterápicos? E a resposta é: sim! Para a Farmacologia, um agente quimioterápico é, basicamente, o agente com “toxicidade seletiva”, ou seja, estas substâncias devem ser tóxicas para o agente causador da doença, porém inócuas, ou com efeitos mínimos, para o hospedeiro. Estes agentes devem atuar em mecanis- mos específicos (etapas do metabolismo, por exemplo) dos agentes causadores ou das células neoplásicas. A idade ou o estágio de vida de um indivíduo podem ser importantes para determinar sua resposta aos agentes tóxicos. Alguns produtos químicos são mais tóxicos para crianças ou idosos do que para adultos jovens. O sexo biológico, por sua vez, pode desempenhar um grande papel em influenciar a toxicidade. As diferenças fisiológicas entre homens e mulheres, incluindo diferenças na 35 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE Toxicocinética e Toxicodinâmica, poderão contribuir para a ação tóxica. Por exemplo, em comparação com os homens, as propriedades Toxicocinética, nas mulheres, geralmente podem ser afetadas por seu peso corporal mais baixo, motilidade gastrointestinal mais lenta, atividade enzimática intestinal reduzida e função renal mais lenta (taxa de filtração glomerular). O metabolismo é outro fator importante na determinação da toxicidade, já que uma série de produtos podem ser biotransformados a metabólitos inativos ou, por vezes, a metabólitos mais reativos (tóxicos). Por sua vez, a distribuição de agentes tóxicos e seus metabólitos por todo o corpo determina, em última análise, os locais onde ocorre a toxicidade. Muitos agentes tóxicos são armazenados no corpo, em especial no tecido adiposo, fígado, rins e ossos. O sangue serve como a principal via de distribuição, entretanto a linfa também distribui alguns agentes. Finalmente, o local e a taxa de excreção é mais um fator importante que afeta a toxicidade de um xenobiótico. O rim é o órgão excretor primário, seguido pelo trato gastrointestinal e pulmões (para gases). A saúde de um indivíduo ou organismo pode desempenhar um papel importante na determinação dos níveis e tipos de toxicidade potencial. Por exemplo, um indivíduo pode ter uma doença renal ou hepática pré-existente, o que certamente afetará a toxicidade do agente tóxico. Certas condições, como a gravidez, estão associadas a mudanças fisiológicas na função renal que também podem influenciar a toxicidade. A dieta, e consequentemente o estado nutricional dos indivíduos, pode ser um fator importante na determinação de quem desenvolve ou não toxicidade, visto que a quantidade de proteínas plasmáticas circulantes pode, por exemplo, determinar o efeito final dos agentes tóxicos. Surpreendentemente, o ritmo circadiano pode desempenhar um papel importante na toxicidade. Fato é que estes dados ainda são muito incipientes e necessitam de mais estudos. A maior parte dos achados estão relacionados aos efeitos terapêuticos e tóxicos de muitos medicamentos, e boa parte dos trabalhos foi executada em animais de laboratório. Entretanto, cada vez mais esses ritmos circadianos estão sendo demonstrados na espécie humana, sendo que os passos iniciais foram dados para investigar os mecanismos fisiológicos subjacentes à ritmicidade. Os ritmos circadianos nas taxas de absorção, conjugação hepática e excreção urinária podem contribuir para a variação circadiana geral na responsividade a um medicamento. 36 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE SAIBA MAIS Por exemplo, ratos que receberam a administração de uma droga imunossu- pressora apresentaram efeito tóxico grave em seus intestinos, manifestada por diarreia, 7 horas após o início do período de luz, em comparação com os controles. Os animais experimentais tiveram alterações em sua atividade enzimática digestiva e outros indicadores fisiológicos. Um artigo, publicado por Dridi e colaboradores (2015), traz uma abordagem mais detalhada do exemplo citado e conclui que: “os resultados nos levam a pensar que o ritmo circadiano pode melhorar a eficácia dos tratamentos imunossupressores e minimizar seus efeitos não desejáveis (tóxicos)”. Os ritmos circadianos são dirigidos e mantidos por genes de relógio (“clock genes”) circadiano no cérebro e em órgãos periféricos. No fígado, os ritmos circadianos produzem oscilação nos genes do metabolismo das substâncias nas Fases I e II (vide Unidade 2) que, por sua vez, afetariam a disposição e detoxificação de substâncias, resultando em variações de toxicidade, quando entramos em contato com agentes tóxicos em diferentes momentos do dia. Por fim, a presença de outros produtos químicos, ao mesmo tempo, pode diminuir a toxicidade do agente (por meio do chamado antagonismo), ou aumentar a toxicidade (por meio da adição, sinergismo ou potenciação). Desta forma, temos que: • Antagonismo: é considerado o oposto de sinergismo. É a situação em que o efeito combinado de dois ou mais compostos é menos tóxico do que os efeitos individuais; em termos numéricos, seria o equivalente a dizer: 4 + 6 >> 10 (2, 3, 4... n vezes maior). • Potenciação: este efeito ocorre, quando uma substância que normalmente não tem efeito tóxico é adicionada a outro produto químico, tornando o segundo produto muito mais tóxico; seguindo o exemplo numérico: 0 + 4 > 4 (observe: não apenas igual a 4 e não muitas vezes maior que 4). Alguns exemplos, gerais, podem ser citados: • O tetracloreto de carbono e o etanol (álcool etílico) são individualmente tóxicos para o fígado, mas juntos causam muito mais danos ao fígado do que a soma de seus efeitos individuais no órgão. • A incidência muito maior de câncer de pulmão, resultante da exposição ocupacional ao amianto em fumantes (em comparação com não fumantes expostos). • A toxicidade de alguns inseticidas, principalmente a piretrina (de crisântemos) e as piretrinas sintéticas (piretroides), pode ser aumentada muitas vezes pela adição destes compostos. A atividade inseticida das piretrinas naturais aumenta dez vezes, quando 1 parte de piretróide é misturada com 9 partes de piretrina. • As drogas barbitúricas têm um efeito maior no Sistema Nervoso Central (SNC), causando depressão profunda, quando tomadas com anestésicos gerais, álcool (consumo agudo), analgésicos narcóticos e outras drogas hipno-sedativas. 38 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE CONSIDERAÇÕES FINAIS Vimos, nesta unidade, que a Toxicologia é uma ciência muito nova, entretanto sua história permeia a própria história da humanidade. Sempre que lembramos de Toxicologia, pensamos em substâncias químicas,entretanto devemos ponderar que outros agentes também devem ser considerados: agentes físicos e biológicos. Além disso, compreendemos que as principais áreas de interesse da toxicologia são: mecanicista, forense, alimentar, ambiental, social, desenvolvimento, translacional, clínica, ocupacional, regulatória e descritiva. A toxicologia tem seus aspectos preventivo, curativo e repressivo, apresentando uma série de termos importantes, como por exemplo: veneno, toxina, tóxico, agente tóxico, toxicante, toxicidade, intoxicação, risco, xenobióticos e antídoto. Na Unidade 1, estudamos que todos os agentes físicos, químicos ou biológicos podem atuar como um agente tóxico, se a quantidade de exposição ou a quantidade presente no corpo for suficiente para gerar uma intoxicação, a qual se evidenciará por meio de sinais e sintomas. Alguns agentes são nocivos, inclusive em quantidades muito pequenas. Os agentes tóxicos, quando bem empregados, podem ser considerados benéficos (medicamentos) – como os agentes quimioterápicos que possuem a característica da toxicidade seletiva. Os principais efeitos tóxicos ou reações são chamados, no geral, de adversos, mas podem existir as reações alérgicas e idiossincrásicas. Entendemos, também, que as intoxicações podem ser classificadas em: aguda, sobreaguda, subcrônica e crônica (de acordo com a duração e frequência de exposição); e leve, moderada e severa (de acordo com os efeitos causados). O processo de intoxicação se desdobra em quatro grandes fases: Exposição, Toxicocinética, Toxicodinâmica e Clínica. Conhecer as características de cada uma destas fases é imprescindível para a avaliação da intoxicação e, principalmente, de como reverter tal quadro. Por fim, conhecemos uma série de fatores que são determinantes para as intoxicações: forma e atividade química intrínseca; dosagem/quantidade da substância; via de exposição e absorção; espécie afetada; estágio de vida; sexo biológico; metabolismo; distribuição; excreção; saúde do indivíduo / gravidez; estado nutricional; ritmo circadiano e presença de outros produtos químicos. 39 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE EXERCÍCIO FINAL 01- O terreno de uma antiga fábrica de baterias automotivas em Sorocaba (SP) se tornou um garimpo de chumbo a céu aberto. Em busca de dinheiro “fácil”, moradores da região se arriscam e cavam na terra contaminada, para vender os metais para ferros-velhos da cidade (Por Carlos Dias, Wilson Gonçalves Jr e Daniela Golfieri, G1 Sorocaba e TV TEM, 19/08/2018). Imagine que você vai plantar alguns vegetais em uma área herdada dos seus avós. Preocupado com o plantio, solicita uma análise do solo, pois desconfia que existe contaminação por metais pesados, gerada pela fábrica de baterias próxima à região. No relatório da análise, qual seria o termo técnico melhor empregado para tais substâncias? a) veneno b) toxina c) fitotoxina d) endotoxina e) toxicante 02- A abordagem diagnóstica de uma suspeita de intoxicação envolve a história da exposição, o exame físico e exames complementares de rotina e toxicológicos. Utiliza-se a chamada estratégia dos 5 W (Who - quem, What - o quê, When - quando, Where - onde e Why - motivo), para verificar a intoxicação (Manual de Toxicologia Clínica – Orientações para assistência e vigilância das intoxicações agudas. São Paulo: Secretaria Municipal da Saúde, 2017. 465p.). A intoxicação, considerada como o processo patológico caracterizado por desequilíbrio da homeostasia (fisiológico), por meio de alterações bioquímicas e moleculares, acaba sendo evidenciada por sinais e sintomas ou alterações laboratoriais e se desdobra em algumas fases. Assim, avalie as assertivas: I- Fase de Exposição: é a fase de contato com o agente tóxico. II- Fase Clínica: é a fase onde aparecem os sinais e sintomas ou as alterações fisiopatológicas detectáveis. 40 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE III- Fase Toxicocinética: é a fase que compreende a interação entre as moléculas do agente tóxico e seus os locais/sítios de ação. IV- Fase Toxicodinâmica: compreende os estágios de absorção, distribuição, metabolismo e excreção dos agentes. Assinale a alternativa correta: a) Somente I e II são verdadeiras. b) Somente I e III são verdadeiras. c) Somente II e IV são verdadeiras. d) Somente III e IV são verdadeiras. e) Todas são verdadeiras. 03- A expressão “interação entre substâncias químicas” é utilizada todas as vezes em que uma substância altera o efeito de outra. A partir destas interações, podem resultar diferentes tipos de efeitos. Observe o gráfico abaixo (Pressão arterial versus tempo) e, com base no aprendido, assinale a alternativa que melhor se relaciona à interação demonstrada nos gráficos, 1 e 2, respectivamente: a) Antagonismo e Potenciação. b) Sinergismo e Adição. c) Antagonismo e Sinergismo. d) Adição e Potenciação. e) N.d.a. 41 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE REFERÊNCIAS DALE, A S. History of toxicology and allied sciences: a bibliographic review and guide to suggested readings. International Journal of Toxicology, 25(4), 261-268, 2006. DRIDI, I., BEN-CHERIF, W., HAOUAS, Z., AOUAM, K., BEN-ATTIA, M., REINBERG, A., BOUGHATTAS, N.A. Gastrointestinal toxicity of mycophenolate mofetil in rats: Effect of administration time. Chronobiology International, 32(10), 1373-84, 2015. HODGSON, E. A Textbook of modern toxicology. USA: Ed. Ernest Hodgson, 4th ed., 2014. 648p. KLAASSEN C. D., WATKINS, J. B. Fundamento em toxicologia de Casarett e Doull. 2. ed. Porto Alegre: Artmed, 2013. 472p. MORAES, E. C. F.; SZNELWAR, R. B.; FERNICOLA, N. A. G. G. Manual de toxicologia analítica. São Paulo: Ed. Rocca, 1991. 229p. NBR 7500:2018, ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. Identificação para o transporte terrestre, manuseio, movimentação e armazenamento de produtos. Rio de Janeiro, 2018. 149p. OGA, S., CAMARGO, M. A., BATISTUZZO, J. A. O. Fundamentos de toxicologia. 4. ed. São Paulo, Atheneu, 2014. 704p. REVISTA BRASILEIRA DE TOXICOLOGIA. Sociedade Brasileira de Toxicologia (SBTOX). São Paulo. www.sbtox.org. Acesso em MARÇO/2021. RITTER, J.M., FLOWER, R., HENDERSON, G., LOKE, Y.K., MACEWAN, D., RANG, H. P. Rang e Dale Farmacologia. Ed. Guanabara, 9ª ed., 2020. 808p. ToxTutor – U.S. National Library of Medicine (NLM). https://toxtutor.nlm.nih.gov/index. html. Acesso em MARÇO/2021. http://www.sbtox.org https://toxtutor.nlm.nih.gov/index.html. Acesso em MARÇO/2021 https://toxtutor.nlm.nih.gov/index.html. Acesso em MARÇO/2021 42 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE UNIDADE 2PRINCÍPIOS DE TOXICOCINÉTICA E TOXICODINÂMICA 44 TOXICOLOGIA GERAL E FORENSE INTRODUÇÃO À UNIDADE Você já analisou que estamos continuamente expostos a diversos agentes físicos, químicos e biológicos, os quais podem ser potencialmente tóxicos? Nesta unidade, compreenderemos que, quando falamos em Toxicologia, o principal grupo do qual lembramos são os agentes químicos. Toda vez que você entra em contato com uma substância química (seja ela um “simples” medicamento), esta substância poderá ter uma ação local, assim como poderá, ao entrar em contato com seu corpo, passar do local de contato para a circulação, percorrer os mais diversos órgãos, encontrar seu local de ação, exercer seu efeito, voltar para circulação e, finalmente, em algum momento, sair do seu corpo. Mais intrigante do que isso: uma pessoa poderá se expor a uma substância e apresentar sinais e sintomas leves, enquanto outra poderá apresentar respostas moderadas e até mesmo graves. Quais serão os fatores que permeiam e determinam tais diferenças? Este amplo contexto é o que estudaremos em Toxicocinética e Toxicodinâmica. Conhecer as características cinéticas e dinâmicas é imprescindível para a avaliação da toxicidade, e de como impedir ou reverter, por meio de tratamentos adequados, a intoxicação. Ao final desta segunda unidade, você deverá: definir Toxicocinética, elencando os principais fenômenos