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1 Ciência dedicada ao estudo dos efeitos nocivos decorrentes da interação de substâncias químicas (S.Q.) com o organismo. Investiga experimentalmente: ocorrência, natureza, mecanismos e fatores de risco dos efeitos deletérios (nocivos, prejudiciais) de substâncias químicas (S.Q.) Efeito nocivo: o uso crônico de substâncias na maioria das vezes irá cursar para disfunção do órgão ou sistema. Um efeito nocivo diminui a capacidade de individuo de manter a homeostasia. Esses efeitos podem ser reversíveis ou não. As S.Q. podem não gerar efeitos nocivos, mas preparar o ambiente para potencializar efeitos de outras substâncias. Aumentando a suscetibilidade aos efeitos indesejáveis de outros fatores ambientais. Resumidamente: Algo que resulta na perca de capacidade funcional, perca da homeostasia ou potencializa efeito nocivo de outra substância. Variabilidade dos efeitos tóxicos: Leves: irritação ocular, alergia dérmica... Algum desconforto passageiro. Severos: Dano hepático, dano renal, incapacidade permanente de um órgão (câncer ou cirrose) etc. Efeito nocivo/tóxico pode ser: Efeito idiossincrático: respostas anormais a certos agentes tóxicos, geralmente originadas por efeitos genéticos. Nesse caso a primeira exposição a pessoa já vai ter reação, mesmo sem exposição prévia. (Ex. reações alérgicas) Reações alérgicas: reações adversas que ocorrem somente após uma prévia sensibilidade do organismo ao agente tóxico (AT) ou produto quimicamente semelhante. Efeitos reversíveis e irrversiveis: quando o tecido pode ou não se recuperar de uma lesão. Ex. lesoes hepaticas são normalmente reversíveis e lesões no SNC são irreversiveis. Efeitos locais: refere-se aquele que ocorre no local do primeiro contato do AT com o organismo. Efeitos sistemicos: ocorre após uma absorção e distribução do AT para atngi o sitio de ação. Agente tóxico ou toxicante: causam danos a um sistema biológico. Podem culminar na morte do indivíduo. São substancias químicas que interage com o organismo ocasionando alterações na capacidade funcional. O conceito envolve: Aspecto qualitativo: O que aconteceu, o resultado observado. Aspecto quantitativo: Quantificação, quanto que precisa para que ocorra. Se ultrapassar a janela terapêutica, o aspecto qualitativo irá aparecer (existem exceções, como quem tem alergia). Uma substância nociva para uma espécie ou linhagem, pode ser desprovida de perigo para outra espécie. Classificação dos agentes: • Natureza: naturais e sintéticos • Órgão de ação: SNC, fígado • Uso: inseticida, medicamento • Fonte: industrial, alimento • Efeito: depressor do SNC, câncer • Estado: físico aerossol, líquido • Estrutura química: aminas, hidrocarbonetos • Potencial tóxico: muito tóxico, moderadamente tóxico • Mecanismo de ação: metemoglobinizante, anticolinesterásico • Geral agentes ocupacionais, poluentes do ar/agua Efeitos relacionados a duas substâncias em conjunto: Efeito sinérgico ou sinergismo: produzido quando o efeito dos agentes químicos somados é maior do que a soma dos efeitos individuais. Ex. hepatotoxicidade resultante da interação entre CCl4 e álcool (Cada um tem efeito na proporção de 1 isoladamente, dentro do efeito sinérgico 1=1=10, ou seja, em conjunto ele amplificam a capacidade tóxica). Efeito aditivo ou adição: efeito final dos dois agentes é igual à soma dos efeitos individuais, eles não se potencializam o efeito (1+1=2). Potenciação: quando um agente que não tem ação sobre um órgão aumenta a ação de um outro agente sobre este órgão (0+1= 10) Ex. isopropanol não é hepatotóxico e aumenta a hepatotoxicidade do CCl4. Efeito antagônico: ocorre quando dois agentes interferem na ação, diminiuindo o efeito final. Antagonismo quimico: o antagonista reage quimicamente com o agonista. Ex. EDTA sequestram metais. Antagonismo funcional: dois agentes produzem efeitos contrarios. Antagonismo competitivo: quando dois agentes atuam no mesmo receptor biológico, um antagonizando o efeito do outro. São bloqueadores. Intoxicação: Processo patológico causado por S.Q. endógenas ou exógenas e caracterizado por 2 desequilíbrio fisiológico, em consequência das alterações bioquímicas do organismo. Intoxicação é diferente de infecção, pois infecção ocorre devido um microrganismo. Antídoto: agente capaz de antagonizar os efeitos tóxicos de S.Q. Toxicidade Capacidade inerente do toxicante de ocasionar o efeito toxico no organismo. Quando S.Q. é muito tóxica ela causa efeito toxico em baixa [ ] e quando é pouca toxica o efeito tóxico ocorrem com alta [ ]. Estimativa aproximada da toxicidade pelo conhecimento do toxicante: estrutura química, propriedades físico-químicas e relação com mecanismo de ação. Influenciada por características do toxicante, tipo de tecido/órgão, fatores genéticos, gênero, idade, estado nutricional, estado de saúde ou patológico, características da exposição (duração e frequência); fatores ambientais (radiação, temperatura). Avaliação toxicológica Parâmetros para avaliar a exposição: tempo e quantidade. Limite da tolerância é o quanto que aquele agente é aceitável. Avaliada através da Dose letal 50 (DL50): é a dose ou concentração de um agente químico que pode determinar 50% de mortalidade em uma população de organismo, em condições experimentais definidas (normalmente medida em mg da substância testada por quilograma de massa corpórea dos indivíduos testados). DL1 é o mínimo necessário para começar gerar efeito tóxico. DL99 é a quantidade de droga máxima, que gera o máximo de resposta tóxica. Janela de segurança é o mínimo que pode causar efeito tóxico dividido pelo máximo. Índice terapêutico calculado pra saber o quanto que pode dar de droga que ainda vai ser terapêutico, relação custo benefício. Se a razão está pequena não vale a pena usar na terapia. Se o IT for pequeno não tem vantagem usar na população, exemplo cloroquina e se o IT for alto, ou seja, mais efeito eficaz do que tóxico como a vacina astrazeneza. Os produtos naturais ficam muito no abstrato com relação a isso. Margem de segurança para usar determinada substância química, quanto que pode ser aplicado que irá manter o índice terapêutico. • Dose quantidade de uma substância química administrada, a qual pode não ser idêntica à dose absorvida. • Efeito alteração biológica • Resposta proporção de uma população que manifesta um efeito definido Fases da intoxicação Fase I – exposição depende da disponibilidade química do toxicante. Condições pós exposição: A) Dose ou concentração: concentração por m3 de ar B) Via de introdução: Intravenosa > pulmonar > subcutânea > intramuscular > intradérmica > TGI > dérmica. 3 A via intravenosa é uma das principais vias que vai garantir os efeitos tóxicos, terá uma biodisponibilidade do agente toxico muito maior do que quando comparado com outra via. C) Duração ou frequência da exposição: • Aguda – entrou em contato com o agente toxico em uma dose única ou no prazo 24h. • Sub- aguda – dura mais de 24h até 7 dias • Crônica – passa de uma semana Quanto maior a frequência, maior a duração, maior a disponibilidade, consequentemente maior letalidade. A longo prazo os efeitos passam para outros sistemas. D) Suscetibilidade individual: Quatro coisas que pode deixar o indivíduo mais ou menos suscetível 1 – Causas genéticas (idiossincrasia) 2 – Sexo (Em geral mulheres são mais suscetíveis a agentes tóxicos exógenos e quanto aos agentes endógenos geralmente são mais protegidas pois os hormônios estrógeno e progesterona tem papel protetor. Mulher normalmente é mais sensível ao etanol que o homem). 3 – Idade (Crianças absorve 50% de Pb adulto só 10%). Quanto menor a idade, maior a chance de efeitotoxico, assim como os idosos. 4 – Peso, para compostos altamente lipossolúveis, a camada de gordura promove maior retenção das substancias antes destas chegarem a corrente sanguínea. Compostos lipossolúveis ficam retidos em camadas de gordura, quando faz lipólise libera tudo de uma vez e a grande quantidade na concentração levara ao efeito tóxico. No individuo eutrófico, pequenas quantidades durante o dia vão absorver, metabolizar e jogar para fora do corpo, não gerando efeito tóxico. O indivíduo obeso não consegue metabolizar e parte vai ficar armazenada. E) Propriedades físico-químicas do AT 1 – Solubilidade: definida pelo coeficiente de partição óleo e água. Quanto mais lipofílico maior a possibilidade de absorção e quanto maior o CP o/a, maior a possibilidade de absorção. 2- Grau de ionização: compostos ionizados não são normalmente absorvidos. O grau de ionização geralmente depende do PH do meio e do pkA do composto (quanto de ph do meio é necessário para 50% ionizar. Um PKA ideal é o quanto tem para 50 % ficar ionizada e 50% não ionizado). Ionizado as membranas vão repelir e ele não será absorvido, portanto não é um problema. Uma estratégia terapêutica é mudar o PH do meio. Pode mudar o ph da urina para aumentar a eliminação. 3 – Tamanho da molécula, quanto menor, mais fácil de atravessar as membranas. 4 – Estrutura da molécula, se estiverem em sua forma linear são mais facilmente absorvidas e esféricas são menos pois passam com menos facilidade pelas membranas. 5 – Pressão de vapor (VP), quanto maior PV, maior o número de partículas no ar, maior a disponibilidade química do produto. Pois a pressão empurra determinada substancia química contra a membrana das células. (Quantidade de partículas de ar) Portanto, substancia voláteis são mais fáceis de ser absorvida. Fase II – Toxicocinética Absorção Passagem do agente tóxico do local de contato para a circulação sanguínea. Fatores ligados ao agente tóxico: • Dose/Concentração • Lipossolubilidade • Peso Molecular • Grau de ionização • Via de administração Ligados ao organismo: • Vascularização do local • Permeabilidade capilar • Superfície de contato • Motilidade no TGI • Velocidade de esvaziamento gástrico Principal mecanismo de absorção de AT é pelo transporte passivo. Moléculas hidrofóbicas passam com maior facilidade. Moléculas grandes podem passar por canais ou quando estão acopladas em proteínas carreadoras. Transportadores Facilitados (família SLC) – canais: OATP, OCT, PEPT Ativos (família ABC) – bombas: MDR1/P – GP, MRP, BCRP. Glicoproteína-P (gp- P) 4 Xenobioticos, doenças e polimorfismo genético modificam a atuação dos transportadores. Ou seja, agente toxico e doenças relacionadas podem modificar funcional ou estruturalmente os transportadores. Em geral fármacos comuns não fazem isso. Isso significa que o agente toxico pode alterar a seletividade do receptor, potencializando efeitos tóxicos, principalmente esse os agentes tóxicos estiverem em combinação. Pode acontecer de diminuir uma terapia normal, eliminando o fármaco que está agindo no tratamento para fora. Também pode potencializar. Ambos é problemas pois temos que estar dentro da janela terapêutica. O grau de ionização interfere na absorção, sendo que ionizado não absorve, não ionizado absorve. pKa= pH no qual 50 das moléculas estão na forma ionizada pH > pKa • Ácido: forma ionizada • Base: forma não ionizada pH < pKa • Ácido: não ionizada • Base: ionizada Vias de administração Biodisponibilidade Fração da dose que atinge a circulação sistêmica de forma inalterada. Fatores interferentes: Natureza química; Forma farmacêutica; Dose administrada; Interação no TGI; Trânsito GI; Metabolismo de primeira passagem. Absorção dérmica ou cutânea Pele: órgão formado por múltiplas camadas de tecido Queratina armazena metais pesados Passagem pela epiderme por difusão: • Lipossolubilidade • Peso molecular • Permeabilidade da epiderme • Espessura da epiderme Difusão através das camadas inferiores • Fluxo sanguíneo • Movimentação do fluido intersticial • Interação com componentes da derme Podem acontecer efeitos locais ao contato como corrosão, sensibilidade e mutações genicas. Então não necessariamente precisa entrar na corrente sanguínea para ter efeitos colaterais. Dinoferol (DNT- fol) é uma droga muito lipossolúvel, na pele causa necrose, pois, ela diminui a formação de ATP nas células pela sua ação na mitocôndria. Absorção pela via respiratória Pulmonar ou inalatória Superfície pulmonar possui uma área extremamente grande (90m2). Alto fluxo sanguíneo no local, facilidade de dissolução de AT. Agentes: gases e vapores (CO, vapores ácidos), aerodispersóides (poeiras, fumos). Regiões de absorção do trato são vias superiores e alvéolos, essas áreas são bem vascularizadas. Coeficiente de partição: Sangue/ ar Tecido/sangue Ou acumula só no pulmão podendo causar danos direto como inflamação e irritação, ou acumulo local seguido de entrada na circulação para uma absorção sistêmica. Fatores que interferem na penetração e retenção: • Diâmetro da partícula, quanto maior mais difícil de entrar, mas não significa que pode reter. • Hidrossolubilidade fator que prejudica a retenção da partícula pelo trato. Mucosa nasal recoberta por um filme de fluido; Retenção parcial ou total; Manutenção da umidade das mucosas- fator favorável • Condensação • Temperatura Os dois últimos são fatores que muda estrutura da partícula, toda partícula linear entra com mais facilidade. Absorção pelo trato gastrointestinal ou oral Absorção desde a boca ate o reto, pode ser por ingestão proposital e acidental. Boca: Baixa absorção; Baixo tempo de contato; Difusão simples e filtração; Alta absorção para lipossolúveis (cocaína, atropina) Estômago: Difusão simples e filtração; Poros pequenos, mucosa grossa; Baixo tempo de contato; PH 1,4 absorção de ácidos fracos. Intestino: Difusão passiva e transporte especial; melhores condições de absorção; Microvilos aumentam a área de absorção; PH = 5,4-6,5 absorção de bases fracas Fatores interferentes: Depende da característica físico-quimica do AT e do ph do local de absorção. Alta absorção de substâncias na forma molecular (ácidos fracos na mucosa gástrica e bases fracas intestino). 5 Esvaziamento gástrico e motilidade intestinal. Aumenta tempo de contato com a superfície do estomago aumentando a possibilidade de absorção. R: Letra b Curiosidade Curare era utilizado muito pelos indígenas como veneno de flechas, com o extrato de uma planta que era rico em tubocurarina, um agente paralisante. Uma das formas de paralisar o musculo é antagonizar o receptor nicotínico do musculo esquelético, assim a acetilcolina não está entrando. No índio, as MAO são responsáveis por destruir a tubocurarina, então não faz mal aos índios pois ele e metabolizado e eliminado antes de entrar na circulação. Distribuição do AT Processo onde ele se distribui pelo organismo. Tecidos com maior perfusão possuem maior distribuição, exemplo órgãos vitais como fígado, rim, cérebro, coração. Estado molecular facilita a distribuição. Na corrente sanguínea devera atravessar barreiras (membranas biológicas) a fim de alcançar seu sitio de ação. Esse deslocamento depende: • Habilidade do AT em atravessar estas barreias • Afinidade do AT por diferentes tecidos • Vascularização dos tecidos Músculos, vísceras, pele e gordura, liberação mais lenta. Barreiras especializadas: Barreiras hematoencefálica, placentária, sangue- testículos impedem a passagem de subst. hidrofílicas. Transporte ativo para substancias pouco lipofílicas ou transporte passivo para lipofílicas. Na barreira placentáriaa entrada de agente toxico e fármacos pode ocorrer por difusão passiva. Na barreira hematoencefálica ausência de fenestrações e presença de tight junctions nos capilares cerebrais dificulta a passagem de substâncias hidrossolúveis, ionizadas ou polares. A lipossolubilidade, a extensão da ligação plasmática e o grau de ionização de ácidos e bases fracas são fatores importantes na transferência dos AT pela placenta e pelo cérebro. Fatores que interferem na distribuição Reflete a extensão que o fármaco está presente nos tecidos extravasculares. VD= Quantidade total de droga no corpo (Q) Concentração sanguínea da droga (C) Contribui para as diferenças nas concentrações dos AT em diferentes compartimentos corporais. Impede a ação da substância e geralmente limita o transporte e o metabolismo do mesmo. As principais proteínas são: Albumina (ácidos) Ex.: Fenobarbital (usado como ansiolítico) α1 glicoproteína ácida (bases) Ex.: quinidina (arritmias cardíacas) O grau de ligação proteica depende de: afinidade entre a substância e as proteínas; concentração sanguínea da substância; concentração sanguínea das proteínas. Motivo para gerar efeito toxico no que se refere a etapa de distribuição, seria aumentar a fração livre do agente toxico, aumentando a possibilidade de efeitos tóxicos e só consegue aumentar essa fração se alguns motivos estiverem relacionados por exemplo doença hepática ou renal ou interação. Armazenamento Tecido adiposo retem o AT, mas podem se tornar uma bomba. Determinado pela lipossolubilidade. A problemática de reter é o retardo no efeito mais o prolongamento do efeito pois pode começar liberar vagarosamente tudo que ficou retido nele podendo gerar os efeitos tóxicos. Tecido ósseo tem pouca interação metabólica (tecido inerte) mas pode armazenar agentes tóxicos, principalmente em sua matriz inorgânica que é a parte de fora, rígida, composta principalmente por cálcio e fosforo. Liberação gradativa para a corrente sanguínea. Biotransformação Alteração na estrutura química da S.Q. Xenobióticos são catalisados por enzimas inespecíficas (metabolizam substâncias endógenas também). 6 Degradação não enzimática, não depende da ação catalitica de enzima como em algumas substâncias como o bicarbonato de sódio reage com HCl (sal, CO2 e H2O). Reações de fase I oxidação, redução e/ou hidrólise • Compostos mais polares • Também acontecem pela enzima do citocromo P450 • Grupamentos sulfidrila, hidroxila, amina ou carboxila → hidrossolubilidade ou hidrofilicidade A reação de fase I não garante hidrossolubilidade suficiente para eliminação e os produtos gerados nessa reação podem ser mais tóxicos do que o composto original, pelo carater nucleofilico, eletrofilico, radicalar por ser mais instavel e apresentar risco de danos no organismo. Essa condição é denominada Bioativação (trasnformar um AT em um grau de toxicidade muito maior). Exemplos: Reações de Fase II glicuronidação, sulfatação acetilação, metilação conjugação com a glutationa e com aminoacidos. Conjugações dexam o agente tóxico mais hidrossoluvel. Algumas drogas de abuso conseguem ser conjugada diretamente pela fase II, isso é bom para o ponto de vista farmacologico. Exceções morfina, heroína e codeína sofrem diretamente a conjugação com o ácido glicurônico (para morfina não é bom, mas para heroina por exemplo é). Reações de fase II sintetases (síntese de cofatores) e transferases (catalisam a tranferência dos cofatores). Fatores que modificam a Biotransformação: Espécie e raça: determinam variações qualitativas e quantitativas de biotransformações. Dependem da presença ou ausência de enzimas e da [ ] de cada enzima. Existem variações que podem justificar o porque alguns agentes tóxicos são mais tóxicos para uns do que outro, pelas peculiaridade da biotransformação. Fatores genéticos: Acetiladores rápidos e lentos da isoniazida (acetilação varia com a etnia, ex entre caucasianos 50 a 60% são acetiladores lentos). Idade: Fetos e recém nascidos, são praticamente desprovidos da capacidade biotransformadora (proteínas presentes no soro fetal parecem reprimir a formação das enzimas do citocromo P 450). Em idosos a maior toxicidade de certos xenobióticos está relacionada em parte com a queda da capacidade biotransformadora e baixa excreção renal. Estado nutricional: Dieta pobre em proteínas, ferro, cobre, zinco, vit do complexo B, ác ascórbico, e tocoferol gerando diminuição da atividade biotransformadora. Estado patológico: Doenças hepáticas como cirrose, hepatite, icterícia obstrutiva, carcinomas prejudica o metabolismo. Diminuição do fluxo sanguíneo hepático também cursa na diminuição da biotransformação e depuração de xenobióticos. Fatores externos: Indutores e inibidores enzimáticos do Cit. P 450, esses inibidores favorecem o acumulo no organismo. Excreção Para eliminar alguma coisa pela urina tem que ser polar, hidrossolúvel. Principais vias de excreção: Renal, Biliar e Pulmonar Vias de excreção secundárias: Salivar, Mamária, Sudorípara, Lacrimal. Vias não naturais: Hemodiálise Dois parâmetros que expressam a eliminação dos agentes químicos são meia vida (t ½) e a depuração (Dp) ou clearence (Cl). 7 • A depuração é a capacidade do organismo eliminar uma substância do plasma. • Fígado elimina e excreta via biliar • Rins excretam produtos de biotransformação de caráter hidrossolúvel. • A depuração renal de creatinina (metabólito da fosfocreatina) é usada como índice de função renal pois sofre filtração glomerular completa e é sujeita à mínima secreção tubular. • Fatores que interferem na depuração renal: pH urina, fluxo sanguinio, fixação proteica da subst no plasma, idade, doença renal e cardiovascular. Toxicodinamica Estuda o mecanismo de ação tóxica exercida por agentes tóxicos- xenobiótico (XBT) sobre o sistema biológico do ponto de vista bioquímico e molecular. O efeito tóxico depende primordialmente do XBT alcançar a molécula alvo e perturbar o S.B. Além disso depende de propriedades F.Q. do XBT e de peculiaridades intrínsecas da molécula alvo como ocupação do receptor pelo agonista e magnitude da resposta tecidual. - Recepto inativo falta de um ligante, agente toxico - Receptor ativo está presente o agente toxico O estado de ativação de um alvo toxicológico e transitório podendo estar deflagrado ativando uma via de sinalização, mas a via ativada o receptor não precisa etar mais ligado pois a via já foi ativada e a resposta vai aparecer. Por exemplo: inalei a fumaça de um cigarro, o receptor foi rapidamente ativado, deixou de ter contato com o poluente, mas a via oi ativada e o efeito vai aparecer Existem agentes tóxicos que são mais lentos que vão demorar mais, tudo vai depender da característica do agente toxico. Hidrocarbonetos de fumaça ao ativar os receptores de arila. Outros demoram mais para ativar o receptor. Desvio do estado de equilíbrio Estimulação de receptor transmembrana (R acoplado a PG pelo ligante) Os dados obtidos são fundamentais para: 1 Estimar a possibilidade do XBT causar efeitos deletérios e qual população pode ser atingida (avaliação do risco) 2 Estabelecer a prevenção e estratégias de tratamentos 3 Desenvolver produtos específicos, com maior seletividade para espécie de interesse. Efeitos Tóxicos e Medicamentos As ações adversas provocadas por doses terapêuticas do medicamento, ocorrem devido à baixa especificidade do medicamento pelo sítio alvo (receptor) ou pelo fato do sítio alvo estar amplamente distribuído no organismo (baixa seletividade). Porque que é difícil? Por conta da inespecidicidade, o excesso do AT vai começar ativar diversos receptores de formainespecifica e é difícil. Classificação das toxicidades provocadas por xenobióticos: • Agudas: única exposição, ou exposição múltiplas ao agente tóxico num período aprox de 24 h (ex etanol). Efeitos imediatos, horas, dias máximo 2 semanas • Crônicas: exposições repetidas ao agente tóxico por meses ou anos efeitos lentos e graves como mutagenicidade e carcinogenicidade. Critérios para classificação dos agentes tóxicos • Químico: ex aminas aromáticas, hidrocarbonetos halogenados etc • Físico: ex gás, líquido e sólido • Bioquímico: inibidores de sulfidrila SH) metemoglobenemia (forma oxidada da hemoglobina), ex N acetil p benzo quinona imina • Farmacológico: bloqueadores de receptores nicotínicos, ex tubocurarina inibidores da liberação neuronal de GABA ex neurotoxina tetânica TeNT. Tipos de exposições aos agentes tóxicos: • Exposição ocupacional: recintos fechados (fábricas e armazéns) exposição prolongada a metais, herbicidas, inseticidas etc • Exposição ao meio ambiente: grandes cidades (fábricas, intensa circulação de automóveis movidos à 8 gasolina e diesel) → hidrocarbonetos aromáticos policíclicos e o CO, que são poluentes do ar atmosférico Tipos de exposições aos agentes tóxicos: • Exposição a medicamentos: princípio ativo, excipientes e solventes • Exposição a alimentos e bebidas: etanol, xantínicos corantes, conservantes etc Efeitos tóxicos indiretos Quando o indivíduo se intoxica, não são essas drogas que vão gerar o efeito de forma direta. Nesse caso o acumulo de acetilcolina que vai causar efeito tóxico, organofosforado são inibidores da enzima que degrada a acetilcolina, a actilcolinesterase. As diferenças fisiológicas e bioquímicas existentes entre as espécies determinam a variação na seletividade de ação de xenobióticos. Esse efeito vai depender da variabilidade de seletividade. Exemplos: Na agricultura fungos, ervas daninhas (estruturas alvo ausentes em outras espécies, toxicidade seletiva alta para o homem). Inseticidas na forma de spray os insetos absorvem maior quantidade do agente químico do que o homem (superfície de contato em relação à massa corporal, toxicidade seletiva dose dependente). Na medicina antibióticos (penicilina, cefalosporina) que atuam em parede celular (toxicidade seletiva alta para o homem). Na odontologia flúor se deposita em matriz óssea (pode causar fluorose → fragilidade óssea, toxicidade seletiva baixa no homem). Os efeitos vão aparecer de acordo com o alvo. Podem ter resposta rápidas, lentas ou extremamente lentas. Interações de agentes tóxicos com receptores e relação com latência de efeito tóxico Respostas rápidas ex canais iônicos Respostas relativamente lentas receptores acoplados às proteínas G ( i, q, etc ..))(receptores metabotrópicos) Respostas lentas receptores para hormônios (citoplasmáticos nucleares que modulam a expressão gênica) Interferências nas funções e membranas excitáveis Um agente tóxico pode alterar a função das membranas celulares por diferentes meios: - Bloqueio do fluxo de íons através do axônio neuronal tetrodotoxina encontrada nas gônadas, fígado, baço e pele do peixe baiacu ou fugu no Japão, bloqueia canais p/ Na impedindo a liberação de ACh pela fibra nervosa colinérgica. - Na América do sul o veneno do sapo Phyllobates aurotaenia aumenta a permeabilidade para o sódio nas membranas celulares cardíacas, hiperexcitação inicial, o potencial de ação é prolongado, despolarização persistente arritmias cardíacas. - Da mesma maneira atuam as piretrinas (inseticidas extraídos do Chrysanthemum cinerariaefolium uso doméstico e veterinário). No homem, a toxicidade seletiva é dose dependente! - Clostridium botulinum toxina botulínica, bloqueia a liberação de ACh pela fibra nervosa colinérgica, impedindo os efeitos muscarínicos e nicotínicos da ACh. Xerostomia visão turva, dificuldade de deglutição seguida de paralisia motora e respiratória progressivas botulismo. Alimentos enlatados contaminados. - Β bungarotoxina proteína contida no veneno de serpentes da família Naja, possui ação semelhante à toxina botulínica bloqueia a liberação de ACh. O mesmo veneno contém outra toxina ativa, a α bungarotoxina que bloqueia os receptores nicotínicos da ACh causando paralisia muscular e morte por parada respiratória. - Solventes orgânicos clorofórmio, acetona pura e éter: Alteram a fluidez das membranas de todas as células, em face de sua propriedade lipofílica. A membrana celular fica mais rígida, efeitos depressores do SNC, comprometimento de processos fisiológicos que necessitam de mudanças rápidas e reversíveis da membrana celular. - Solventes orgânicos: Exposição crônica pode determinar mutagenicidade (mudanças na sequência dos nucleotídeos do material genético de um organismo, erros de cópia do material durante a divisão celular). - Álcool etílico fluidifica as membranas de todas as células, dissolvendo o componente lipídico e diminuindo a viscosidade. Responder se mecanismo de ação é específico ou inespecífico? O efeito tóxico é seletivo ou não, direto ou não? Venenos e a inibição da fosforilação oxidativa • Inibem a oxidação de carboidratos e a síntese de ATP no citocromo oxidase ex cianeto, CO sulfeto etc... • rotenona (pesticida) e a antimicina A (antibiótico produzido por Streptomyces griseous) inibe o ciclo de Krebs 9 • Consequências da depleção de ATP aumento do consumo de O2 produção de calor, hipertermia, estimulação respiratória e circulatória, náusea, sudorese e coma. Venenos e Complexação com biomoléculas Com componentes enzimáticos: inseticidas organofosforados (inibidores da AChE) - Cianeto (inibe a fixação de O 2 com o citocromo a 3 da cadeia transportadora de elétrons, morte celular, morte do indivíduo de maneira muito rápida. Toxinas e complexação com biomoléculas Com proteínas: Metabólitos da reação de fase I -> intermediários eletrofílicos. Ligação covalentes com proteínas, polipeptídios, RNA e DNA - Micotoxinas (aflatoxina B1 Aspergillus flavus e A parasiticus) aflatoxina B1->2,3 epóxido-> ligação covalente com o DNA -> hepatotoxicidade e hepatocarcinogenicidade. Obs. potencialização na presença de fármacos indutores enzimáticos. Metabólitos eletrofílicos e complexação com biomoléculas Com ácido nucleico: As interações covalentes de substâncias eletrofílicas com o RNA, podem perturbar a síntese proteica. A ligação de agentes químicos ao DNA, podem alterar a expressão gênica. Consequências morte ou eventos bioquímicos complexos que podem originar o câncer. Com lipídeos: Peroxidação lipídica um dos principais mecanismos de morte celular envolve deterioração oxidativa de ácidos graxos poli insaturados rompimento de estruturas celulares e destruição. Metabólitos eletrofílicos oriundos de bioativação desencadeiam o processo de necrose e apoptose. Perturbação da homeostase cálcica O cálcio funciona como 2 º mensageiro para a ocorrência de várias funções vitais no organismo: Ativação de receptores rianodina, fosfolipases (remoção de fosfolipídios peroxidados ex o AA), proteína quinase C (fosforilação de proteínas). A alteração da homeostase cálcica intracelular elevado influxo de cálcio, liberação de íons cálcio dos estoques intracelulares (via receptores rianodina e inibição do seu efluxo pela membrana celular ATP ases. Agentes tóxicos que determinam a quebra da homeostase cálcica nitrofenóis quinonas peróxidos, aldeídos, dioxinas, alcanos e alcenos halogenados íons metálicos etc. A utilização desses conhecimentos para o desenvolvimento de antídotos e das medidas preventivas racionais, para evitar a intoxicação, constitui as principais metas dos profissionais envolvidos em investigações toxicológicas. Os efeitos tóxicos são consequênciasde alterações fisiológicas e bioquímicas normais dos órgãos. A extensão da lesão é diretamente proporcional à do A T exceto por sensibilização (reações alérgicas, onde a do agente alergênico é pouco relevante. A toxicocinética é crucial no desencadeamento dos fenômenos de intoxicação. A toxicocinética por sua vez é dependente de vários fatores vias de acesso. A gravidade do efeito tóxico varia conforme o órgão afetado (o efeito tóxico é grave quando o órgão afetado desempenha função vital no organismo) Alguns órgãos possuem a capacidade regeneradora após sofrem agressões e perda tecidual (ex fígado). O tecido nervoso possui menor capacidade de regeneração. A elucidação dos mecanismos básicos da toxicidade e os estudos que modificam a intensidade dos xenobióticos são essenciais à Toxicologia. A utilização desses conhecimentos para o desenvolvimento de antídotos e das medidas preventivas racionais, para evitar a intoxicação, constitui as principais metas dos profissionais envolvidos em investigações toxicológicas.
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