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Toxicologia Ambiental
O uso de 
biomarcadores na 
avaliação da exposição 
ambiental – Parte II
Maria José Nunes de Paiva
Departamento de Análises Clínicas e toxicológicas 
Faculdade de Farmácia
O USO DE BIOMARCADORES NA MONITORIZAÇÃO BIOLÓGICA
✓ Exposição Global dos trabalhadores
✓ População exposta
✓ Considera Aspectos Individuais
✓ Atividade sistemática e periódica
Os biomarcadores podem ser usados para 
confirmar a exposição individual ou de uma 
população a uma determinada SQ e avaliar o 
risco, comparados com a referência apropriada 
(Limites Biológicos)
IndividualGrupo 
A BIOMONITORIZAÇÃO FORNECE INFORMAÇÃO
INTERESSE PARA SAÚDE AMBIENTAL
PROGRAMAS GOVERNAMENTAIS DE 
BIOMONITORAMENTO
Sobre uma exposição excessiva conhecida ou suspeita para os POLUENTES 
QUÍMICOS
Sobre a relação das substâncias tóxicas e os níveis de dose interna que 
podem causar dano
Para que possa diminuir significativamente a incerteza na avaliação de 
riscos à saúde humana
PROGRAMAS DE BIOMONITORAMENTO
PROGRAMA INSTITUIÇÃO OBJETO
National Health and Nutrition Examination Survey (NHANES)
http://www.cdc.gov/nchs/nhanes.htm
CDC-US Avaliação do estado nutricional e de saúde de adultos e 
crianças, incluindo fatores ambientais
CDC National Environmental Public Health Traking Program
http://www.cdc.gov/nceh/tracking/biomonitoring.htm
CDC-US Avaliação da exposição aos contaminantes ambientais pela 
análise de biomarcadores de exposição (substâncias ou seus 
metabólitos no sangue, urina, ar expirado) 
National Children’s Study (NCS)
http://www.nationalchildrensstudy.gov
NIH - US Estudo de longo prazo das crianças e seus pais para avaliar 
as influências ambientais sobre a saúde e desenvolvimento da 
criança.
Agricultural Health Study (AHS)
http://aghealth.nci.nih.gov/
NIH – US
NIEHS-US
NCI-US
NIOSH-US
EPA-US
Estudo prospectivo de câncer e outros biomarcadores em uma 
coorte de aplicadores de agrotóxicos e familiares para avaliar 
o impacto dessas substâncias na saúde.
National Human Exposure Assessment Survey (NHEXAS)
http://www.epa.gov/nerl/research/nhexas/nhexas.htm
EPA-EUA Programa de pesquisa para identificação de novos de 
biomarcadores associados à exposição ambiental
Human Biomonitoring for Europe
http://www.eu-hbm.info
EC Programa para desenvolvimento de políticas e protocolos de 
procedimento para a implementação harmonizada de um 
programa de Biomonitorização nos países da Europa
PREVER OS NÍVEIS DAS SUBSTÂNCIAS TÓXICAS para 
proteção da saúde humana
MONITORAMENTO AMBIENTAL
Difícil e inclui muitas suposições
concentração/ar
concentração/água
concentração/solo
concentração/alimento
estado nutricional
estilo de vida
hábitos pessoais
fatores genéticos
outros fatores
NÍVEIS PREVISTOS 
NA POPULAÇÃO
Em vez de prever, podemos medir os níveis 
de substâncias químicas nas pessoas
concentração/sangue
concentração/urina
concentração/cabelo
concentração/ar expirado
crianças
mães/gestantes
idosos
população urbana
trabalhadores
TOMADA DE 
DECISÃO
SELEÇÃO E VALIDAÇÃO DOS BIOMARCADORES
• ESPECIFICIDADE
• SENSIBILIDADE
• METODOLOGIA ANALÍTICA:
EXATIDÃO
PRECISÃO
REPRODUTÍVEL
AGENTE 
TÓXICO
ORGANISMO
REFLETIR
FATORES QUE INFLUENCIAM 
BIOMARCADORES
VANTAGENS
• DIFERENTES VIAS DE ABSORÇÃO
• MÚLTIPLAS FONTES DE EXPOSIÇÃO AMBIENTAL
• EXPOSIÇÃO PASSADA X EXPOSIÇÃO RECENTE
• RISCO INDIVIDUAL (DESLOCAMENTO)
•VARIABILIDADE INDIVIDUAL
BIOMARCADOR DE DOSE INTERNA
• TOXICANTE OU SEU METABÓLITO
OU 
•O PRODUTO DE INTERAÇÃO AGENTE TÓXICO/MOLÉCULA CRÍTICA
•A DOSE VERDADEIRA (biodisponível)
• A EXPOSIÇÃO(intensidade)
• O ARMAZENAMENTO
•SELETIVOS
• MEDIANAMENTE SELETIVOS
BIOMARCADORES DE DOSE INTERNA
MECANISMO DE INTERAÇÃO MOLECULAR
MEDIÇÃO DA DOSE INTERNA

QUANTIDADE ABSORVIDA

QUANTIDADE ALCANÇA TECIDO

QUNTIDADE ALCANÇA CÉLULA

QUANTIDADE ALCANÇA MACROMOLÉCULA

QUANTIDADE ALCANÇA 
SÍTIO CRÍTICO

DOSE BIOLOGICA// 
EFETIVA
L
I
G
A
Ç
Ã
O 
C
O
M
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F
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A
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C
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M
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P
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S
I
Ç
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O
EXPOSIÇÃO EXTERNA
BIOMARCADOR DE DOSE INTERNA
T1/2 muito pequeno – dificuldade
EXPOSIÇÃO RECENTE (benzeno-ar exalado)
Final jornada ou início jornada seguinte
EXPOSIÇÃO DE MESES (chumbo-urina)
Final jornada, final semana trabalho
Não crítico
EXPOSIÇÃO DE ANOS (organoclorados-sangue)
< 2 horas
2 - 10 
horas
10 -100 horas
> 100 horas
ESTRATÉGIA DE AMOSTRAGEM
Tempo de amostragem
BIOMARCADOR DE DOSE INTERNA
SUBSTÂNCIA MARCADOR BIOLÓGICO
Chumbo Pb-sangue; Pb-ossos; 
Pb-urina;
Mercúrio Hg-sangue; Hg-urina; 
Hg-cabelo;
Inset. Clorados Clorados-sangue; 
Clorados-leite materno;
Benzeno Bz-ar exalado; ATTM - U
Tolueno Tol-urina; Ác. Hipúrico
BIOMARCADOR DE EFEITO
É UM PARÂMETRO MENSURÁVEL QUE REVELA UMA 
ALTERAÇÃO BIOLÓGICA
IMPORTANTE DISTINGUIR (?)
REVELAM QUEBRA DA HOMEOSTASE ORGÂNICA REVERSÍVEL 
➔ PREVENÇÃO ➔ MONITORIZAÇÃO BIOLÓGICA
REVELAM SINAIS DE UMA DOENÇA 
FASE PRÉ CLÍNICA ➔ MONITORIZAÇÃO DA SAÚDE
BIOMARCADOR DE EFEITO
IDENTIFICAÇÃO RISCO 
DOSE-RESPOSTA
PRECOCE, REVERSÍVEL
Específico
Moderadamente específico
Não específico
SUBSTÂNCIA MARCADOR BIOLÓGICO
CO Carboxiemoglobina
Organofosforados Acetilcolinesterase
Chumbo ALA-u; ALA-D
BIOMARCADOR DE EFEITO
Neurofisiológico
NEUROTOXICIDADE Neurocomportamental (chumbo; manganês)
Neuroquímico
EFEITOS NA SAÚDE MARCADOR BIOLÓGICO
HEPATOTOXICIDADE Enzimas hepáticas (GPX) 
(tetracloreto de carbono; Cr6)
NEFROTOXICIDADE Marcadores funcionais 
(cádmio) (creatinina, ß2 microglobulina)
Proteín PM(albumina, globulina ligada ao retinol)
Antígenos tubulares
GENOTOXICIDADE Aductos de DNA, Aductos de 
(H. Policíclicos Aromáticos, Aminas proteínas (hemoglobina, albumina) Aromáticas, 
Aflatoxinas)
BIOMARCADOR DE SUSCETIBILIDADE 
• PREDISPOSIÇÃO GENÉTICA
• IDADE 
• DIETA
• ESTILO DE VIDA
• OUTROS
DIFERENÇA NO METABOLISMO MESMA 
DOSE CRÍTICA 
 RESPOSTA DIFERENTE
OS BIOMARCADORES DE SUSCETIBILIDADE IDENTIFICAM
AQUELES INDIVÍDUOS NA POPULAÇÃO, OS QUAIS TÊM
UMA DIFERENÇA GENÉTICA OU ADQUIRIDA NA
SUSCETIBILIDADE PARA OS EFEITOS DAS S.Q.
É UM INDICADOR QUE MEDE A CAPACIDADE, INERENTE OU 
ADQUIRIDA DO ORGANISMO DE RESPONDER UM ALERTA DA 
EXPOSIÇÃO QUÍMICA
BIOMARCADOR DE SUSCETIBILIDADE
AGENTE QUÍMICO/EFEITO MARCADOR BIOLÓGICO
COMPOSTOS NITROAROMÁTICOS 
Baixa resistência para stress oxidativo GLICOSE 6-P DESIDROGENASE 
(deficiência)
ÓXIDO DE ETILENO; COMPOSTOS 
ALIFÁTICOS HALOGENADOS 
Diminuição da detoxificação dos 
intermediários epóxidos
GLUTATIONA-S-TRANFERASE 
(deficiência)
ORGANOFOSFORADOS 
Aumenta a toxicidade dos OF 
diminuindo a atividade da AchE
PARAXONASE (deficiência)
LIMITES BIOLÓGICOS DE EXPOSIÇÃO
BRASIL (NR-7)
✓ NÍVEL DE REFERÊNCIA
VALOR DE REFERÊNCIA (VR)
✓ NÍVEL DE AÇÃO DA BIOMONITORIZAÇÃO
ÍNDICE BIOLÓGICO MÁXIMO PERMITIDO (IBMP) 
aspecto LEGAL 
LIMITES BIOLÓGICOS DE EXPOSIÇÃO
• ESTUDOS TOXICOLÓGICOS, EPIDEMIOLÓGICOS E CLÍNICOS 
(exposição ambiental e ocupacional) 
• DERIVADOS MATEMATICAMENTE DOS LEO’s
• DERIVADOS “BOAS PRÁTICAS NO TRABALHO”
NÃO REPRESENTAM RISCO À SAÚDE ?
NÍVEIS DE ADVERTÊNCIA
EXPOSIÇÃO SEGURA X EXPOSIÇÃO PERIGOSA
Até a Aula do próximo módulo