Toxicologia

Toxicologia

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CONCEITOS GERAIS E PRINCÍPIOS EM TOXICOLOGIA

Temida por todos, a Toxicologia foi considerada até o século XIX como a “ciência dos venenos”. Seu conhecimento, restrito a alguns estudiosos, relacionava-se à traição, medo e morte, pois esse conhecimento pouco era empregado em benefício da humanidade.

O envolvimento da substância química na existência humana, como uma arma, fez a Toxicologia desenvolver-se inicialmente pelo aspecto legal, dada a necessidade da identificação do toxicante nas vítimas suspeitadas de assassinato ou de suicídio.

Esse fato pode explicar porque o estudo da Toxicologia esteve no mundo inteiro restrito aos Cursos de Graduação em Farmácia. Com um currículo abrangendo matérias de Química e Farmacologia, o farmacêutico, através das análises toxicológicas em material biológico, pode identificar e quantificar o toxicante, seus produtos de biotransformação e, adicionalmente, as alterações bioquímicas por ele causadas. Essas informações tornaram-se vitais para a emissão de laudos periciais, quando a causa mortis apontava para uma suspeita de intoxicação.

A Biologia, a Fisiologia, a Farmacologia, a Bioquímica, a Genética, a Química, a Matemática, a Física e a Estatística são algumas das ciências necessárias ao desenvolvimento da Moderna Toxicologia. Com um escopo de atuação abrangente, essa denominação da Toxicologia neste último século pode ser definida como “a ciência que estabelece condições seguras de exposição às substâncias químicas”. A avaliação do trinômio risco x segurança x benefício na exposição a substâncias químicas, dá a certeza da possibilidade dessa convivência, através do estudo do xenobiótico e de seu mecanismo de ação no organismo, como ferramenta imprescindível à prevenção da intoxicação.

TOXICOLOGIA é a ciência que estuda os efeitos nocivos decorrentes das interações de substâncias químicas com o organismo. A toxicologia abrange uma vasta área do conhecimento, onde atuam profissionais de diversas formações: Química Toxicológica, Toxicologia Farmacológica, Clínica, Forense, Ocupacional, Veterinária, Ambiental (Ecotoxicologia), Aplicada a Alimentos, Genética, Analítica, Experimental e outras áreas.

Divisões da Toxicologia

Toxicologia possui ramos definidos que contribuem para esclarecer a natureza da ação sob o ponto de vista celular, molecular e bioquímico.

Toxicologia Química ou Analítica – É o ramo da Toxicologia que desenvolve técnicas de separação, identificação e quantificação da substância química no ambiente e em material biológico, bem como de seus produtos de biotransformação e as alterações bioquímicas relacionadas com sua ação tóxica. Seu desenvolvimento possibilita o diagnóstico clínico da intoxicação, qualifica e quantifica a cinética e a dinâmica do toxicante, subsidiando o tratamento.

Toxicologia Clínica – Através da avaliação clínica de sinais e sintomas da intoxicação e de posse dos achados analíticos, torna-se possível acompanhar e controlar a evolução da intoxicação, estabelecendo medidas específicas de proteção, diagnóstico de patologias e o tratamento.

Toxicologia Experimental – Estuda a toxicidade das substâncias químicas através de experimentos em animais, determinando parâmetros de avaliação de riscos da exposição a um agente tóxico, obedecendo a critérios de similaridade entre o sistema biológico do animal experimentado e o homem, sobretudo em relação ao metabolismo. Fazem parte também da Toxicologia Experimental os estudos retrospectivos e prospectivos das diversas interações das substâncias nos organismos humanos, animal e vegetal, com vistas à complementação dos dados de toxicidade individualizada e à manutenção da saúde.

Aspectos da Toxicologia

Com base nos estudos dos três ramos da Toxicologia, torna-se possível identificar aspectos que determinam a finalidade da abordagem ao problema e a sua possível resolução.

Aspecto preventivo – Através do reconhecimento dos riscos que uma dada substância oferece, podem estabelecer padrões de segurança em relação à exposição. É o mais importante aspecto da Toxicologia, pois determina os meios de relação segura com substâncias químicas por extrapolação, hipóteses ou fatos, à luz dos conhecimentos existentes, com vistas à prevenção da intoxicação. Como exemplos podem ser citados: o estabelecimento de prazos de carência na aplicação de praguicidas nas lavouras até que o alimento chegue à mesa do consumidor; o controle da atmosfera nas grandes cidades; o estabelecimento de concentrações máximas permitidas de aditivos e contaminantes de alimentos; o controle terapêutico de medicamentos de uso prolongado, entre outros.

Aspecto curativo – A Toxicologia curativa trata o indivíduo de acordo com o tipo de intoxicação. Através do diagnóstico clínico ou laboratorial, oferece meios de recuperação do intoxicado, identificando as alterações fisiológicas e bioquímicas e restaurando a saúde. Através da Toxicologia Curativa faz-se a recuperação de um indivíduo farmacodependente, ou de um trabalhador com alterações da saúde causadas pela exposição a substâncias químicas no ambiente de trabalho, ou ainda a desintoxicação de indivíduos expostos a poluentes ambientais.

Aspecto repressivo – Estabelece a responsabilidade penal dos indivíduos envolvidos em situações ilegais no uso de substâncias químicas. É o caso da presença de aditivos químicos nos alimentos não permitido por lei; a utilização de agentes de dopagem em competições esportivas; a emissão de poluentes atmosféricos por uma fonte acima dos limites permitidos, etc. O caráter repressivo da Toxicologia está estreitamente relacionado à Toxicologia Forense, área especializada que estuda os aspectos médico-legais dos danos que as substâncias químicas causam no sistema biológico.

Áreas da Toxicologia

A classificação da Toxicologia em áreas decorre do tipo de substância estudada e as circunstâncias sob as quais ocorre a ação tóxica. Assim, uma mesma substância pode ser estudada em mais de uma área, dependendo da finalidade do seu uso. É o caso de um determinado agrotóxico: durante sua síntese pode ocorrer um problema relativo à exposição ocupacional nos trabalhadores na indústria e, posteriormente, quando da aplicação na lavoura. Uma vez expandido no ambiente, o mesmo agrotóxico, ao contaminar o solo, ar e água, transforma-se num agente a ser estudado sob o ponto de vista ambiental. Como resíduo no alimento, o agrotóxico em questão deverá ser estudado nessa área específica.

Toxicologia de Alimentos – Nesta área são estudados os alimentos com substâncias químicas potencialmente tóxicas de origem natural, como a mandioca brava e os cogumelos tóxicos, ou por adição e contaminação em qualquer uma das fases da produção.

A adição de substâncias químicas no alimento é feita com diversas finalidades, visando prover à humanidade o alimento em abundância em qualquer época do ano e em qualquer parte do mundo. Outras vezes, para conferir-lhe cor, odor ou sabor. Seja qual for à 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 o alimento em todas as fases de sua produção e monitorizar a população usuária, com ações preventivas à intoxicação.

Os aditivos de alimentos podem ser:

Diretos quando a substância química é colocada no alimento para permanecer no alimento até à fase de consumo. É o caso dos edulcorantes adicionados aos alimentos dietéticos; os corantes que dão melhor aspecto a alimentos pouco atrativos em relação ao visual; os conservantes que preservam o alimento do crescimento bacteriano ou fúngico; os estabilizantes que conservam as propriedades físico-químicas; os flavorizantes que conferem sabor.

Para cada tipo de aditivo há uma correspondente Ingestão Diária Aceitável – IDA – padrão de segurança que estabelece a quantidade da substância que pode ser ingerida por dia durante toda a vida, sem representar prejuízo à saúde do consumidor.

Indiretos são resultantes da adição de substâncias químicas durante as fases de produção, de processamento ou de embalagem e estocagem. A ocorrência destes aditivos no alimento é o maior problema em Toxicologia Alimentar. Sem padrões de segurança definidos, vários aditivos colocados no alimento, geralmente com propósitos tecnológicos e sem controle de qualidade para sua ocorrência segura à mesa do consumidor, podem reunir vários contaminantes e representar um risco toxicológico de proporções ignoradas.

Entre estes, estão os antibióticos para prevenção e controle de doenças em animais, os promotores de crescimento, os praguicidas, os metais pesados, os radioisótopos e outros agentes contaminantes que, com a possibilidade de interações no alimento ou no organismo, pode resultar em efeitos nocivos inesperados e não diagnosticados.

Contaminantes A contaminação do alimento ocorre quando o aditivo direto ultrapassa a IDA ou quando o aditivo indireto permanece no produto final (exemplo, resíduo de agrotóxicos), ou por contaminação incidental resultante de poluentes ambientais, presença de micotoxinas devido ao crescimento de fungos, etc. O contaminante de alimento pode surgir na fase de produção, do processamento ou da estocagem, e é de difícil controle.

Toxicologia Ambiental

Estuda as interações das substâncias químicas contaminantes do ambiente com o organismo humano. É uma área de difícil avaliação, pois se deve considerar a exposição total do homem em diferentes condições (ar, água, alimentos, local de trabalho e doméstico).

A Toxicologia Ambiental se ocupa das intoxicações decorrentes da presença de contaminantes no ar, solo e água, definindo as concentrações nas quais cada substância pode causar um dano, os efeitos aditivos e sinérgicos da exposição a misturas de poluentes, estabelecendo padrões de segurança para a população exposta.

As principais fontes de contaminação ambiental são:

Naturais – quando a própria natureza eleva as concentrações de poluentes na atmosfera, por exemplo, através do ciclo do nitrogênio, o qual, resultante da combustão interna de um motor, pode sofrer oxidação na atmosfera, absorver raios ultra-violeta e produzir átomos de oxigênio ativados capazes de iniciar uma seqüência complexa de reações que conduzem à formação de componentes irritantes como ozônio, aldeídos, nitratos de alquila, etc. Outros contaminantes naturais se originam de fontes de minérios radiativos, vulcões, degradação biológica de florestas, crescimento de algas tóxicas em águas marinhas, entre outros.

Industrial/Automotiva– é o setor mais agravante da poluição ambiental, influenciando inclusive a contaminação natural, como já descrito. Os poluentes mais comuns resultantes da atividade industrial e automotiva são: dióxido de enxofre, material particulado, hidrocarbonetos, óxidos de nitrogênio, monóxido e dióxido de carbono. Poluentes específicos de determinadas atividades industriais também são de importância toxicológica: amônia, brometos, hidrocarbonetos clorados, cloro e ácido clorídrico, flúor e fluoretos, mercaptanas, metais, sulfetos, são alguns dos poluentes químicos presentes no ambiente das cidades industrializadas.

Agrícolas – A poluição decorrente da atividade agrícola está relacionada com a aplicação de agrotóxicos na lavoura com provável contaminação do ar, solo e água. São inseticidas, fungicidas e herbicidas e, na maioria organossintéticos, cuja persistência no ambiente dependerá da estabilidade química do composto, pressão de vapor, temperatura, solubilidade, grau de adsorção no solo, degradação química, fotoquímica e biológica.

Outros contaminantes ambientais de importância toxicológica são os metais como arsênio, mercúrio, chumbo, cádmio, todos originados de fontes industriais; os asbestos, fibras de silicatos minerais que causam asbestose; os detergentes que impedem a oxigenação da água quando em quantidades elevadas.

A ação nociva da maioria dos poluentes ambientais está razoavelmente bem estudada, entretanto os efeitos resultantes da exposição a misturas de poluentes, em baixas concentrações em longo prazo são bem pouco conhecidos, sobretudo devido à diversificação das pessoas expostas que incluem crianças, idosos, pessoas com patologias diversas. Daí a dificuldade de relacionar causa/efeito para esses contaminantes e a complexidade da monitorização da saúde da população exposta.

Os padrões de segurança em Toxicologia Ambiental baseiam-se na avaliação do risco para estabelecer as concentrações seguras da exposição.

São eles:

CME: Concentração Máxima de Emissão – concentração máxima de poluentes que pode ser emitida por uma fonte qualquer.

CMI: Concentração Máxima de Imissão – concentração máxima do poluente que pode entrar em contato com o homem sem que haja prejuízo a sua saúde, a curto e longo prazos.

Para a CME, estabelecem Limites de Tolerância (LT) em partes por milhão (ppm), partes por bilhão (ppb) ou em microgramas por metro cúbico (?g/m3). Para a CMI, são estabelecidos Limites de Tolerância Biológicos, os quais são obtidos através de Indicadores Biológicos de Exposição (IBEs).

Toxicologia Ocupacional

É a área da Toxicologia que identifica e quantifica as substâncias químicas presentes no ambiente de trabalho e os riscos que elas oferecem. Com o objetivo de prevenir a saúde do trabalhador ocupacionalmente exposto, estuda-se os agentes tóxicos de matérias-primas, produtos intermediários e produtos acabados quanto a: aspectos físico-químicos, interação entre agentes no ambiente e no organismo, as vias de introdução, a toxicidade, a ocorrência de intoxicação a curto, médio e longo prazo, os limites de tolerância na atmosfera e no sistema biológico e os indicadores biológicos de exposição.

A prevenção da intoxicação em Toxicologia Ocupacional pode ser alcançada em 3 etapas fundamentais:

Reconhecimento: Através do conhecimento dos métodos de trabalho, processos e operações, matérias-primas e produtos finais ou secundários, faz-se a caracterização das propriedades químicas e toxicológicas do agente e a sua presença em determinado local de trabalho ou em determinado produto industrial.

Avaliação: Faz-se através da medição instrumental ou laboratorial do agente químico, comparando os resultados com os Limites de Tolerância no ambiente e no sistema biológico. Na etapa da avaliação, verifica-se, entre outros fatores, a delimitação da área a ser avaliada, o número de trabalhadores expostos, jornada de trabalho, ventilação, ritmo de trabalho, agentes a pesquisar e fatores interferentes. Os resultados obtidos definirão a necessidade de execução da 3ª etapa.

Controle: Visa eliminar ou reduzir a exposição do trabalhador ao agente tóxico. São medidas administrativas e técnicas que limitam o uso de produtos e técnicas de trabalho, tempo de exposição e número de expostos, mantém comissões técnicas de controle, disciplina o uso de Equipamentos de Proteção Individual (EPIs), melhoram as condições de ventilação, treinam os trabalhadores.

Através do cumprimento dessas etapas, torna-se possível estabelecer parâmetros de exposição tanto na atmosfera do trabalho quanto no organismo dos trabalhadores. São Limites de Tolerância acima dos quais as atividades são consideradas insalubres.

Limite de Tolerância (LT): Concentração máxima que uma dada substância pode alcançar no ambiente de trabalho sem que isso represente um dano à saúde do trabalhador. Os limites de tolerância estão relacionados apenas à via respiratória sem considerar outras vias de penetração e não contabiliza a exposição extralaboral.

Sob o ponto de vista da monitorização da saúde, a observação apenas destes limites no ambiente de trabalho é insatisfatória, porquanto não contempla os indivíduos suscetíveis, hábitos individuais e a somatória de exposições por outras vias de introdução. Para complementar os dados obtidos na monitorização ambiental são necessários o estabelecimento de limites biológicos para a identificação de diferenças individuais.

Limites de Tolerância Biológica (LTB): É a quantidade limite do xenobiótico ou seu produto de biotransformação encontrada em material biológico (ar exalado, urina, sangue), bem como alterações bioquímicas e fisiológicas decorrentes da exposição a determinado agente tóxico, sem que haja o aparecimento de sinais clínicos de intoxicação ou efeitos irreversíveis.

Toxicologia de Medicamentos

Estuda as reações adversas de doses terapêuticas dos medicamentos, bem como as intoxicações resultantes de doses excessivas por uso inadequado ou acidental. As reações adversas na utilização terapêutica de um medicamento podem ocorrer, por exemplo, pela incapacidade do organismo em biotransformar e eliminar o medicamento, mas outros tipos de efeitos inerentes ao medicamento e/ou ao organismo podem ser distinguidos:

Efeito secundário: Pode aparecer não necessariamente em alguns indivíduos como conseqüência da administração de certos medicamentos. Ex: diarréia concomitante ao uso de antibióticos.

Efeito colateral: É previsível, pois faz parte da ação farmacológica do medicamento. Ex: a sonolência em pacientes tratados com anti-histamínicos.

Idiossincrasia: Efeito adverso decorrente de problemas genéticos em geral relacionados à deficiência do sistema enzimático. Independe da dose e de sensibilização prévia. Ex: deficiência na atividade da acetilcolinesterase, enzima responsável pela degradação da acetilcolina.

Alergia: Não se caracteriza como intoxicação e, por isso, é estudada pela Imunologia e Toxicologia. Não depende da dose e necessita de prévia exposição do indivíduo ao medicamento. Ex: a reação alérgica que ocorre em boa parte da população à penicilina.

Tolerância: É a diminuição dos níveis plasmáticos esperados quando da utilização contínua de determinados medicamentos, havendo necessidade de doses crescentes para obtenção dos efeitos iniciais. Ex: o uso contínuo de anticonvulsivante tipo barbitúrico, indutor enzimático, levando a biotransformação mais rápida com conseqüente diminuição da meia-vida biológica do medicamento.

Dependência: Ocorre quando o medicamento passa a fazer parte do funcionamento do sistema biológico. Neste caso, o organismo muitas vezes necessita do medicamento para se manter vivo ou desempenhar uma função. Ex: a dependência farmacológica a opiáceos como morfina e heroína ou a etanol e a anfetamínicos.

Interações: Resulta na utilização simultânea de dois ou mais medicamentos, podendo haver neutralização dos efeitos esperados, ou ainda, uma adição ou potenciação de efeitos, levando a um quadro variável de intoxicação.

Em Toxicologia de Medicamentos é muito importante a observação e a definição dos termos: Meia-vida biológica, Biodisponibilidade, Dose-resposta, Dose terapêutica, Margem de segurança, Dose tóxica, Dose letal, com vistas à consecução de resultados terapêuticos satisfatórios e à prevenção do aparecimento de efeitos tóxicos.

Um dos instrumentos mais valiosos de que se dispõe para assegurar uma terapia com máxima eficácia e efeitos tóxicos mínimos, em casos de tratamentos prolongados, é a monitorização terapêutica. Desta forma, torna-se possível, ao prescrever uma dose, medir sua concentração no local de ação e, conseqüentemente, prever a intensidade do efeito. Os fármacos comumente monitorados são: anticonvulsivantes, antineoplásicos, cardioativos, antibióticos, analépticos, neurolépticos.

Toxicologia Social

Esta área da Toxicologia estuda as substâncias químicas utilizados sem finalidade terapêutica, com repercussões individuais, sanitárias e sociais. Para uma abordagem eficaz, faz-se necessário adotar medidas que aprofundem o conhecimento acerca dessas substâncias e o perfil do usuário, estabelecendo técnicas e programas de educação, tratamento, reabilitação e readaptação social dos indivíduos dependentes desses fármacos, denominados farmacodependentes. É uma área estreitamente ligada à Toxicologia Forense, no que diz respeito à adoção de medidas repressivas ao cultivo de plantas e à fabricação de drogas psicotrópicas que causam dependência.

Entretanto, a prevenção deve se sobrepor ao aspecto repressivo.

De acordo com o “Comitê de Peritos da OMS em Farmacodependência”, não existe uma causa única para a farmacodependência. É indispensável conhecer a interação entre o fármaco e o organismo e a interação deste com o meio ambiente. Para isso, classifica-se a farmacodependência, dentro de hipóteses etiológicas, em 3 grupos:

  • Fatores relacionados com características da personalidade do indivíduo usuário de droga;

  • Fatores relativos a distúrbios mentais ou físicos;

  • Fatores sócio-culturais e ambientais.

Segundo o Comitê, é provável que várias combinações destes fatores possam determinar a farmacodependência. Fica claro, porém, que para planejar e executar programas eficazes de prevenção e tratamento necessita-se mais informações sobre os fatores associados ao consumo de drogas que causam dependência e sobre as modalidades e a extensão desse consumo. Além disso, fatores como quantidade, freqüência, duração e forma de consumo devem ser avaliados, para tentar analisar e interpretar todas essas interações.

A Organização Mundial da Saúde (OMS) classifica as drogas que causam dependência em:

  • Tipo álcool-barbitúrico: etanol, barbitúricos e outros fármacos sedativos;

  • Tipo anfetamina: anfetamínicos em geral;

  • Tipo cannabis: cocaína, folhas de coca, crack;

  • Tipo alucinógeno: LSD, mescalina, psilocibina;

  • Tipo opiáceo: morfina, heroína, codeína;

  • Tipo solvente volátil: tolueno, acetona, clorofórmio.

Principais Conceitos em Toxicologia

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