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TOXICOLOGIA PROF.A DRA. LIANA INARA DE JESUS DOS SANTOS Reitor: Prof. Me. Ricardo Benedito de Oliveira Pró-Reitoria Acadêmica Maria Albertina Ferreira do Nascimento Diretoria EAD: Prof.a Dra. Gisele Caroline Novakowski PRODUÇÃO DE MATERIAIS Diagramação: Alan Michel Bariani Thiago Bruno Peraro Revisão Textual: Fernando Sachetti Bomfim Marta Yumi Ando Simone Barbosa Produção Audiovisual: Adriano Vieira Marques Márcio Alexandre Júnior Lara Osmar da Conceição Calisto Gestão de Produção: Cristiane Alves © Direitos reservados à UNINGÁ - Reprodução Proibida. - Rodovia PR 317 (Av. Morangueira), n° 6114 Prezado (a) Acadêmico (a), bem-vindo (a) à UNINGÁ – Centro Universitário Ingá. Primeiramente, deixo uma frase de Sócrates para reflexão: “a vida sem desafios não vale a pena ser vivida.” Cada um de nós tem uma grande responsabilidade sobre as escolhas que fazemos, e essas nos guiarão por toda a vida acadêmica e profissional, refletindo diretamente em nossa vida pessoal e em nossas relações com a sociedade. Hoje em dia, essa sociedade é exigente e busca por tecnologia, informação e conhecimento advindos de profissionais que possuam novas habilidades para liderança e sobrevivência no mercado de trabalho. De fato, a tecnologia e a comunicação têm nos aproximado cada vez mais de pessoas, diminuindo distâncias, rompendo fronteiras e nos proporcionando momentos inesquecíveis. Assim, a UNINGÁ se dispõe, através do Ensino a Distância, a proporcionar um ensino de qualidade, capaz de formar cidadãos integrantes de uma sociedade justa, preparados para o mercado de trabalho, como planejadores e líderes atuantes. Que esta nova caminhada lhes traga muita experiência, conhecimento e sucesso. Prof. Me. Ricardo Benedito de Oliveira REITOR 33WWW.UNINGA.BR U N I D A D E 01 SUMÁRIO DA UNIDADE INTRODUÇÃO ...............................................................................................................................................................5 1. HISTÓRIA DA TOXICOLOGIA ...................................................................................................................................6 1.1 ANTIGUIDADE .........................................................................................................................................................6 1.2 IDADE MÉDIA ..........................................................................................................................................................6 1.3 RENASCIMENTO..................................................................................................................................................... 7 1.4 ILUMINISMO ........................................................................................................................................................... 7 1.5 IDADE MODERNA ...................................................................................................................................................8 2. CONCEITOS BÁSICOS .............................................................................................................................................8 2.1 DEFINIÇÃO DE TOXICOLOGIA E TOXICIDADE ......................................................................................................8 2.2 OUTROS CONCEITOS IMPORTANTES .................................................................................................................9 3. DIVISÃO DA TOXICOLOGIA ..................................................................................................................................... 11 INTRODUÇÃO À TOXICOLOGIA E TOXICOCINÉTICA PROF.A DRA. LIANA INARA DE JESUS DOS SANTOS ENSINO A DISTÂNCIA DISCIPLINA: INTRODUÇÃO À TOXICOLOGIA E TOXICOCINÉTICA 4WWW.UNINGA.BR 3.1 TOXICOLOGIA ANALÍTICA ..................................................................................................................................... 11 3.2 TOXICOLOGIA CLÍNICA ........................................................................................................................................ 11 3.3 TOXICOLOGIA EXPERIMENTAL ........................................................................................................................... 11 4. ÁREAS DE ATUAÇÃO ............................................................................................................................................... 11 5. FASES DA INTOXICAÇÃO ........................................................................................................................................ 12 5.1 EXPOSIÇÃO ............................................................................................................................................................. 12 5.2 TOXICOCINÉTICA .................................................................................................................................................. 12 5.3 TOXICODINÂMICA ................................................................................................................................................ 12 5.4 CLÍNICA .................................................................................................................................................................. 12 6. FASE I – EXPOSIÇÃO ............................................................................................................................................... 13 7. FASE II – TOXICOCINÉTICA .................................................................................................................................... 15 7.1 MECANISMOS DE TRANSPORTE ATRAVÉS DAS MEMBRANAS ....................................................................... 16 7.1.1 TRANSPORTE PASSIVO E ATIVO ........................................................................................................................ 16 7.1.2 PINOCITOSE ......................................................................................................................................................... 17 7.2 ABSORÇÃO ............................................................................................................................................................. 18 7.3 DISTRIBUIÇÃO .......................................................................................................................................................20 7.4 BIOTRANSFORMAÇÃO .......................................................................................................................................... 21 7.4.1 REAÇÕES DE FASE I ............................................................................................................................................22 7.4.2 REAÇÕES DE FASE II ..........................................................................................................................................24 7.4.3 FATORES QUE INFLUENCIAM A BIOTRANSFORMAÇÃO ................................................................................26 7.5 EXCREÇÃO ..............................................................................................................................................................28 7.5.1 EXCREÇÃO RENAL ...............................................................................................................................................28 7.5.2 EXCREÇÃO PELO TRATO GASTRINTESTINAL .................................................................................................29 7.5.3 EXCREÇÃO PELA VIA PULMONAR ...................................................................................................................29 7.5.4 EXCREÇÃO POR OUTRAS VIAS .........................................................................................................................30 7.5.5 PARÂMETROS BIOLÓGICOS DE ELIMINAÇÃO ...............................................................................................30CONSIDERAÇÕES FINAIS ..........................................................................................................................................32 5WWW.UNINGA.BR TO XI CO LO GI A | U NI DA DE 1 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA INTRODUÇÃO A toxicologia, como ciência, evoluiu lentamente. O conhecimento científico enfrentou obstáculos, como a superstição e metodologias duvidosas, que, ao invés de promoverem cura, conduziam ao sofrimento e morte do paciente. Contudo, o estudo e a persistência de dedicados pesquisadores formaram os fundamentos que estudamos hoje. No século XX, houve grande avanço no desenvolvimento de substâncias químicas, impulsionado, principalmente, pelas Grandes Guerras Mundiais. Entretanto, essas substâncias não tinham finalidade exclusivamente terapêutica, mas também apresentavam toxicidade. A toxicologia tem como objetivo estudar as interações das substâncias químicas com o organismo por meio de diferentes modelos experimentais, sendo seu objeto de estudo a intoxicação. Para que o mecanismo da intoxicação seja conhecido, é necessário entender os complexos eventos envolvidos, desde a exposição ao agente toxicante até à manifestação de sinais e sintomas. As características físico-químicas das substâncias exercem grande influência no processo de intoxicação, assim como a suscetibilidade individual. Como finalidade didática, a intoxicação é dividida em quatro fases: exposição, toxicocinética (absorção, distribuição, biotransformação e excreção), toxicodinâmica e clínica. Cada uma das fases possui particularidades na análise da interação da substância química em diferentes compartimentos biológicos para prever seus efeitos (principalmente tóxicos). Nesta unidade, iremos conhecer a história da toxicologia, compreender seus principais conceitos e estudar, detalhadamente, as fases de exposição e toxicocinética. 6WWW.UNINGA.BR TO XI CO LO GI A | U NI DA DE 1 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA 1. HISTÓRIA DA TOXICOLOGIA A toxicologia é uma ciência prática muito antiga, e sua história acompanha a própria história da civilização. Há muito tempo, o homem estuda sobre os efeitos tóxicos de venenos, tanto de origem animal como de origem vegetal. O conhecimento dos venenos animais e dos extratos vegetais era empregado para caça, guerra e assassinatos. 1.1 Antiguidade Um dos registros mais antigos na História é de origem egípcia, denominado Papiro de Ebers (1500 a.C.). Esse documento contém uma lista de, aproximadamente, 800 ingredientes ativos, incluindo metais (como chumbo, cobre e antimônio) e venenos, conhecidos como cicuta, acônito e ópio. Hipócrates, Teofrasto Dioscórides, Avicena e Mitrídates se destacaram pela sua contribuição para a formulação de princípios de toxicologia clínica e para a identificação de novos agentes tóxicos e terapêuticos. Hipócrates estudou sobre a biodisponibilidade e sobredosagem de venenos. Teofrasto publicou um livro chamado Plantarum, que é referência sobre plantas tóxicas. Dioscórides elaborou o tratado De Materia Medica, contendo a descrição de cerca de 600 plantas medicinais, além de produtos minerais e animais. Avicena introduziu discussões sobre mecanismos de ações de venenos. Mitrídates foi o primeiro a realizar experimentos de intoxicação aguda, em que testava vários tipos de venenos em escravos, na tentativa de encontrar seus antídotos. Sua busca pelo antídoto resultou em um composto denominado Mithridaticum, uma mistura de gordura de víbora e enxofre. Com o passar do tempo, surgiu o termo mitridático, que designava o fenômeno de tolerância adquirida. Nesse período, os envenenamentos eram muito frequentes, sendo muito empregados para crimes com fins políticos. Na cidade de Roma, o uso indiscriminado de venenos ganhou proporções epidêmicas a ponto de o sistema jurídico da época criar a primeira lei para punir envenenadores, denominada Lex Cornelia (82 a. C.), elaborada pelo estadista Lúcio Cornélio Sula. 1.2 Idade Média Caracterizada pelo obscurantismo científico, neste período da História, os envenenamentos continuavam sendo frequentes e eram aceitos pela sociedade europeia como risco trivial do cotidiano. Durante a Idade Média, existiam inúmeros envenenadores profissionais a serviço de políticos que viam no envenenamento uma alternativa para ascensão ao poder e sua manutenção. Nessa época, destacou-se um médico árabe chamado Maimonides, o qual organizou um tratado abordando medidas terapêuticas para envenenamentos causados por cobras, insetos e cachorros loucos. Seu estudo destacou o uso do leite, manteiga e gorduras como efeito protetor contra venenos pelo fato de esses alimentos retardarem sua absorção intestinal. 7WWW.UNINGA.BR TO XI CO LO GI A | U NI DA DE 1 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA 1.3 Renascimento No início do Renascimento, o uso do veneno continuava com finalidade criminal. Envenenadoras profissionais, como Catarina de Médici, Madame Toffana, Marquesa de Brinvillers e Catherine Deshayes, destacaram-se na história pelo seu “trabalho”, sendo responsáveis por inúmeras mortes, que incluem desde escravos (utilizados para experimentação) e inimigos políticos até familiares e crianças. Na França, o rei Luís XIV instalou uma comissão judicial, intitulada Chambre Ardente, para punir envenenadores. Nesse período, despontou um médico suíço-alemão que revolucionou a história da ciência. Seu nome é Paracelsus. Seu postulado mais conhecido é “Todas as substâncias são venenos; não há nenhuma que não seja um veneno. A dose correta diferencia o veneno do remédio”. O médico utilizou seus conhecimentos de alquimia para elaborar conceitos como a relação de dose-resposta e medicamentos para as mais diversas doenças que assolavam a população na época, como sífilis e doenças derivadas da mineração. Sua maior obra foi Doenças das minas e outras doenças dos mineiros, publicada em 1567. Com a Revolução Industrial (1760-1840), emergiram várias doenças associadas ao trabalho. Pesquisadores como Ramazzini e Pott foram precursores da toxicologia ocupacional. Ramazzini foi o autor da obra Discurso sobre as doenças dos trabalhadores, a qual discorreu sobre os riscos das principais profissões da época. Posteriormente, Pott realizou o primeiro relato de câncer, associando a exposição dos limpadores de chaminés à fuligem. 1.4 Iluminismo Nesse período (século XIX), houve um grande desenvolvimento da toxicologia como ciência. Pesquisadores como Fontana, Magendie, Bernard, Erlich e Orfila formaram os pilares da área com seus estudos científicos. Fontana é considerado o fundador da toxicologia moderna em razão da expansão do conhecimento sobre veneno de serpentes. Magendie descreveu os mecanismos de ação da estricnina e da emetina. Bernard (discípulo de Magendie) introduziu o conceito de toxicidade dos compostos químicos em órgãos-alvo, sendo o seu principal estudo sobre o curare (veneno de flechas, utilizado para caça pelos índios). Erlich sugeriu que as substâncias ativas possuem pontos específicos de “ataque” no organismo, dando origem ao conceito de receptores. Orfila é considerado o pai da toxicologia, porque ele foi o primeiro toxicologista a analisar material de autópsia e a utilizar os resultados de sua análise como prova legal de envenenamento. 8WWW.UNINGA.BR TO XI CO LO GI A | U NI DA DE 1 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA 1.5 Idade Moderna O século XX é marcado por grande avanço no campo das ciências farmacêutica (fármacos e excipientes), alimentícia (conservantes, corantes e aromatizantes) e agrária (praguicidas e herbicidas). O contato da humanidade com os mais variados compostos químicos aumenta potencialmente o risco de intoxicações acidentais. Alguns casos foram de grande repercussão, como a intoxicação causada pelo antibiótico sulfanilamida (1937) e o medicamento para enjoo, talidomida (1960). A sulfanilamida provocou a morte de centenas de pacientes devido ao solvente dietilenoglicol, usado na formulação do elixir. A talidomidafoi utilizada por mulheres grávidas para o combate do enjoo matinal, mas acarretou o nascimento de centenas de bebês com algum tipo de deficiência. Esses acidentes levaram à elaboração de projetos de lei para o controle e avaliação de segurança mais rigorosos quanto ao uso de fármacos, alimentos e pesticidas pela população. Ao mesmo tempo, esse período foi marcado também pelo uso indiscriminado de armas químicas em situações de conflitos. Na Primeira Guerra Mundial (1914-1918), agentes químicos (como fosgênio, cianeto e gás mostarda) foram utilizados, resultando em milhares de mortes. Após o término da Guerra, países que vivenciaram os efeitos devastadores desses ataques químicos assinaram um acordo que proibia o uso de armas químicas e bacteriológicas em conflitos armados. Já na Segunda Guerra Mundial (1939-1945), não foram utilizadas armas químicas durante as batalhas. Porém, a Alemanha nazista empregou o uso do gás Zyklon-B para ocasionar a morte rápida de milhões de judeus, ciganos, homossexuais, deficientes e prisioneiros soviéticos. O potencial de destruição das armas químicas é preocupante, e há grande interesse de grupos civis e militares para banir, definitivamente, seu uso em situações de conflito. 2. CONCEITOS BÁSICOS 2.1 Definição de Toxicologia e Toxicidade É a ciência que estuda os efeitos nocivos decorrentes das interações de substâncias químicas com o organismo, sob condições específicas de exposição. A toxicologia estuda experimentalmente a ocorrência, a natureza, os mecanismos e os fatores de risco dos efeitos deletérios de agentes químicos. É uma ciência que incorpora quase todas as ciências básicas (como química, biologia, física, matemática, bioquímica, genética, fisiologia e farmacologia) para testar suas hipóteses. Os objetivos da toxicologia são o diagnóstico, o tratamento e a prevenção das intoxicações, sendo seu objeto de estudo a intoxicação. A toxicidade é a capacidade de o agente tóxico ocasionar efeito nocivo, ou seja, prejuízo a organismos vivos. O fenômeno da toxicidade não é um evento molecular isolado, mas vem acompanhado da exposição, distribuição, biotransformação e interação da substância química com o alvo (que pode ser uma célula, um tecido ou um órgão). Seu efeito pode ser local (sucedendo-se no sítio onde houve o primeiro contato com o agente tóxico) ou sistêmico (o agente tóxico passa pelo processo de absorção e distribuição, e seu efeito ocorre em um local distante do primeiro contato). 9WWW.UNINGA.BR TO XI CO LO GI A | U NI DA DE 1 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA A toxicidade pode ser classificada segundo o tempo e o grau de resposta. De acordo com o tempo de resposta, temos: a. Aguda: os efeitos tóxicos são gerados por uma única ou por múltiplas exposições a uma substância por um curto período (horas), cujos sintomas aparecem rapidamente. b. Subcrônica: os efeitos tóxicos de um composto químico são produzidos por exposições repetidas (dias ou meses). c. Crônica: os efeitos tóxicos se manifestam após repetidas exposições por um longo período de tempo (meses ou anos). De acordo com o grau de resposta, temos: a. Leve: os efeitos prejudiciais produzidos são rapidamente reversíveis e desaparecem com o término da exposição. b. Moderada: os distúrbios gerados são reversíveis e não são suficientes para provocarem danos sérios. c. Severa: o efeito nocivo provoca mudanças irreversíveis no organismo, resultando em lesões graves ou em morte. A toxicidade pode ainda ser classificada como imediata e retardada. Aquela é caracterizada pelo aparecimento dos efeitos tóxicos imediatamente ou após uma única administração ou contato com uma substância química. Nesta, o dano ocorre algum tempo depois da exposição. 2.2 Outros Conceitos Importantes - Efeito nocivo É o ponto em que determinado efeito biológico passa a ser considerado prejudicial ao organismo. Para que um efeito seja considerado nocivo, ele deve obedecer a alguns critérios, como: 1. Ser produzido numa exposição prolongada, que resulte em prejuízos à capacidade funcional. 2. Diminuição da capacidade do organismo de manter a homeostasia. 3. Aumento da sensibilidade aos efeitos indesejáveis. - Agente tóxico ou toxicante Entidade química capaz de causar dano a um sistema biológico. - Xenobiótico Toda substância estranha ao organismo. Nem sempre é um agente tóxico. - Droga versus fármaco Droga pode ser definida como toda substância química capaz de modificar o sistema biológico, com ou sem intenção de benefício ao organismo receptor. Já o fármaco é toda substância com estrutura química definida, com a intenção de promover benefício ao organismo receptor. Para melhor entendimento, citemos a Cannabis sativa (maconha), que é uma droga enquanto seu principal composto ativo, o 9Δ-tetrahidrocanabinol, é considerado um fármaco. 10WWW.UNINGA.BR TO XI CO LO GI A | U NI DA DE 1 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA - Reação alérgica e idiossincrática A alergia é uma reação do sistema imunológico a uma substância química, como resultado de uma sensibilização prévia a esta (primeiro contato). Pode ocorrer após a exposição de um determinado agente químico a doses muito baixas. Diferentemente da alergia, a reação idiossincrática corresponde às respostas a determinadas substâncias químicas, promovidas por alterações genéticas. Nesse caso, o efeito adverso pode ocorrer com doses baixas e não tóxicas e/ou apresentar uma resposta extremamente intensa com doses mais elevadas. - Tolerância É a diminuição do efeito de fármaco ou droga embora a dose habitual seja a mesma ou quando se torna necessário o aumento de dose para se alcançar o mesmo grau de efeito. - DL50 e DL10 A sigla DL significa dose letal média de uma substância e expressa o grau de toxicidade aguda de substâncias químicas. A DL50 corresponde a doses que matam 50% dos animais de um lote utilizado para estudo. Por sua vez, a DL10 corresponde a doses que matam 10% dos animais de um experimento para determinação de toxicidade aguda. São valores calculados estatisticamente a partir de dados obtidos de ensaios clínicos. Na prática, esses valores indicam o grau de toxicidade de uma substância: quanto menor o valor de DL50 e DL10, maior a toxicidade do composto. A explicação é que a concentração necessária para matar 50% e 10% (respectivamente) dos animais em experimento é menor. - Perigo versus risco Os termos perigo e risco são facilmente confundidos na prática, mas, na toxicologia, são termos que designam acontecimentos diferentes. Perigo é a capacidade inerente de uma substância causar efeito adverso. Risco é a probabilidade de um evento nocivo ocorrer; é a soma de perigo e exposição. Para entender melhor esses conceitos, pense no seguinte exemplo: a ingestão de bebida alcoólica é perigosa, porque é comprovado que o álcool é tóxico ao organismo; porém, o indivíduo que decide voluntariamente se expor ao álcool assume o risco de sofrer os efeitos adversos causados por ele. - Sinergismo, potenciação e antagonismo Na toxicologia, há sinergismo quando o efeito tóxico produzido pela associação de dois ou mais agentes químicos é maior do que a soma dos efeitos isolados de cada um deles. Efeitos tóxicos sinérgicos são frequentes quando há combinação de compostos que possuem toxicidade nos mesmos órgãos e tecidos. Como exemplo, temos a associação de álcool com paracetamol (analgésico e antitérmico): ambos são prejudiciais ao fígado, e a soma dos seus efeitos provoca graves problemas nesse órgão (hepatotoxicidade). A potenciação ocorre quando uma substância química não tem ação sobre um órgão, mas aumenta a ação de um outro agente sobre o mesmo. Um exemplo é a exposição ocupacional ao isopropanol (solvente industrial) associado ao tetracloreto de carbono (gás extintor e refrigerante), gerando hepatotoxicidade. Nesse caso, o isopropanol não é hepatotóxico, mas, em associação com o tetracloreto de carbono, provoca intoxicação hepática. 11WWW.UNINGA.BR TO XICO LO GI A | U NI DA DE 1 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA No antagonismo, a reação de uma substância química é suprimida ou reduzida na presença de outra substância, muitas vezes, em razão da competição delas pelo mesmo local de ação (sítio receptor), podendo ser uma reação benéfica e normalmente desejável na toxicologia. O antagonismo como resposta benéfica é o emprego de substâncias para tratar quadros de intoxicação. Um exemplo é o medicamento naloxone (antagonista opioide) para reverter quadros de superdosagem de heroína ao deslocar a droga do receptor. 3. DIVISÃO DA TOXICOLOGIA 3.1 Toxicologia Analítica Essa divisão da toxicologia tem como finalidade detectar o agente tóxico por meio da análise instrumental de substratos, como ar, água, solo, alimentos e fluidos orgânicos (sangue, plasma e saliva). 3.2 Toxicologia Clínica A toxicologia clínica visa ao atendimento do paciente intoxicado por meio de uma abordagem rápida e criteriosa para diagnóstico e escolha do tratamento. A identificação do agente tóxico é realizada por análise dos sintomas físicos apresentados e por exames laboratoriais. 3.3 Toxicologia Experimental É o estudo do mecanismo de ação do agente químico sobre o organismo e avaliação sobre os efeitos decorrentes dessa ação. A avaliação da toxicidade é efetuada a partir de ensaios in vivo (com animais), seguindo critérios rigorosos de um comitê de ética. Dentro dessa divisão, temos a ecotoxicologia, que pesquisa os efeitos nocivos provocados por praguicidas e herbicidas ao meio ambiente, testando essas substâncias nos diversos organismos vivos que compõem a fauna e flora locais, como algas, bactérias, abelhas e peixes. 4. ÁREAS DE ATUAÇÃO - Toxicologia ambiental Na toxicologia ambiental, são avaliados os efeitos causados por agentes tóxicos no meio ambiente (água, solo e ar) e de que forma as consequências geradas por essa interação impactam o ser humano. - Toxicologia ocupacional A toxicologia ocupacional é o estudo dos efeitos tóxicos gerados pela interação entre os agentes químicos existentes no local de trabalho e os indivíduos expostos a eles. - Toxicologia de alimentos Essa área da toxicologia investiga os efeitos provocados por alimentos contendo substâncias químicas potencialmente tóxicas nos seres humanos. Adicionalmente, a área contribui para a prevenção de intoxicação alimentar por intermédio da regulamentação de parâmetros que promovem segurança no consumo de alimentos. 12WWW.UNINGA.BR TO XI CO LO GI A | U NI DA DE 1 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA - Toxicologia de medicamentos e cosméticos É o ramo da toxicologia que analisa os efeitos adversos produzidos pelo uso de medicamentos e cosméticos pela população. Esses efeitos podem se manifestar pela utilização indevida ou por suscetibilidade individual (alérgica ou genética). - Toxicologia social A toxicologia social pesquisa os danos acarretados pelo uso abusivo e/ou não médico de drogas e fármacos pela população, desde o ambiente que favorece seu consumo até a suscetibilidade de cada indivíduo para fazê-lo. 5. FASES DA INTOXICAÇÃO 5.1 Exposição É a fase em que o organismo entra em contato com o agente tóxico. Os parâmetros a serem considerados são: a) Dose ou concentração. b) Frequência e duração. c) Via de introdução. d) Suscetibilidade individual. e) Propriedades físico-químicas do toxicante. 5.2 Toxicocinética Compreende todos os eventos envolvidos entre a absorção do toxicante até sua concentração final nos diferentes órgãos e tecidos do organismo. As etapas que que envolvem essa fase são as seguintes: a) Absorção. b) Distribuição. c) Biotransformação (metabolismo). d) Excreção. 5.3 Toxicodinâmica Nessa área, aborda-se a interação entre o agente tóxico e o sítio de ação dos diferentes locais do organismo (células, tecidos e órgãos). Maiores detalhes virão na Unidade 2. 5.4 Clínica A fase clínica é caracterizada pela observação e estudo dos sinais, sintomas e doenças relacionadas à interação do toxicante com o organismo. Maiores detalhes virão na Unidade 2 também. 13WWW.UNINGA.BR TO XI CO LO GI A | U NI DA DE 1 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA 6. FASE I – EXPOSIÇÃO A exposição está diretamente relacionada à disponibilidade química do agente tóxico, sendo uma fase que antecede a absorção. Quanto maior a dose ou a concentração do toxicante, maior é a quantidade de moléculas a serem absorvidas pelo organismo. O mesmo ocorre em relação à frequência e duração: quanto maiores a repetição e o tempo de exposição, maior é a disponibilidade do agente tóxico no sistema biológico. Quanto à via de introdução, podemos enumerar as seguintes vias: parental, pulmonar, cutânea e digestiva. A via parental é a administração direta de fármaco ou droga na corrente sanguínea, sendo rápida a absorção da substância já que essa via não apresenta barreiras biológicas. A via pulmonar se dá por meio da inalação de partículas, gases e vapores. Para que ocorra absorção, é necessário, primeiramente, a molécula atravessar a superfície do trato respiratório para, então, chegar à corrente sanguínea. A absorção por essa via é rápida, porém, mais lenta que na via parental. A via cutânea é a administração na pele. Para que ocorra a absorção, é necessário atravessar as barreiras desse órgão para alcançar os capilares e atingir a corrente sanguínea. Dessa forma, sua absorção é mais lenta. A via digestiva é o contato da substância química a partir da ingestão de fármacos ou drogas por via oral. O perfil de absorção por essa via é o mais lento de todas as vias de introdução já que é necessário passar pela barreira gastrintestinal primeiro para, daí, chegar à corrente sanguínea. De acordo com as vias existentes, a disponibilidade do agente tóxico possui a seguinte sequência: Figura 1 - Sequência de biodisponibilidade de agentes químicos de acordo com a via de introdução. Fonte: A autora. A via parental apresenta a maior biodisponibilidade, e a via digestiva, a menor biodisponibilidade. A suscetibilidade individual à toxicidade pode ser devido a causas genéticas, sexo, peso e idade. A genética influencia diretamente na expressão de enzimas responsáveis pelo metabolismo de fármacos e drogas: quanto menor a quantidade de enzimas expressas, menor a metabolização do toxicante, e maior é a toxicidade. O sexo também influencia: mulheres possuem maior probabilidade de sofrer sintomas de intoxicação do que homens. Isso ocorre, porque normalmente mulheres possuem maior concentração de gordura corporal que homens, e o tecido adiposo serve de depósito para xenobióticos. Pelo mesmo motivo do sexo, o peso também induz maior toxicidade: quanto maior o peso, maior é a camada de gordura, e maior será a retenção de substâncias lipossolúveis. A idade é outro fator que interfere na toxicidade: crianças e idosos são mais suscetíveis a sofrer intoxicação do que adultos. Entretanto, dentre esses fatores citados, o mais importante para a toxicologia é a variação genética. As propriedades físico-químicas das moléculas impactam diretamente a biodisponibilidade dos toxicantes, sendo os seguintes parâmetros a serem considerados: solubilidade, grau de ionização, tamanho da molécula e pressão de vapor. 14WWW.UNINGA.BR TO XI CO LO GI A | U NI DA DE 1 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA A solubilidade é definida pelo coeficiente de partição óleo/água (Cpo/a) ou lipossolubilidade (solubilidade em meio oleoso ou lipofílico). Trata-se da relação das concentrações da substância em óleo e em água. A equação a seguir descreve a solubilidade de um determinado composto químico em óleo e em água. As membranas celulares são predominantemente lipofílicas; por isso, quanto maior a lipossolubilidade, maior a possibilidade de as substâncias atravessarem a membrana, e maior será a absorção. Conforme descrito na equação anterior, quanto maior a fração da molécula solúvel em óleo, maior será a absorção. O grau de ionização é expresso pela porcentagem de moléculas de um determinadocomposto que estão dissociadas em solução aquosa com a formação de íons (cátions e ânions), a depender do pH do meio e do pKa do composto. Lembre-se de que o pH é a concentração de íons hidrogênio, e seu valor determina a acidez, a neutralidade ou a alcalinidade de uma solução. O pKa é o valor de pH que provoca 50% de dissociação do ácido e, quanto maior o valor do pKa, menor é a acidez do composto. A concentração de íons hidrogênios em líquidos biológicos e em soluções é de fundamental importância já que os processos biológicos são altamente sensíveis às suas alterações. A maioria dos fármacos são ácidos ou bases fracas e a maioria sofre ionização em meio aquoso. Entretanto, seu grau de ionização está diretamente relacionado a seu pKa e ao pH do meio ao qual está exposto. As substâncias de natureza ácida em meio ácido encontram- se na forma não ionizada ou molecular, ou seja, não apresentam carga elétrica e, portanto, são mais lipossolúveis e atravessam a membrana plasmática com maior facilidade. O inverso também ocorre: substâncias de natureza básica em meio básico encontram-se na forma não ionizada ou molecular e atravessam a membrana plasmática. A Figura 2 é uma representação esquemática da influência do pH sobre o grau de ionização dos agentes químicos nos sistemas biológicos. Figura 2 - Representação esquemática do grau de ionização de acordo com o pH e pKa. Fonte: A autora. 15WWW.UNINGA.BR TO XI CO LO GI A | U NI DA DE 1 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA O tamanho da molécula e a pressão de vapor são propriedades físico-químicas que influenciam diretamente a disponibilidade do agente tóxico no seu sítio de ação. Quanto menor o tamanho, maior é a facilidade de atravessar a membrana plasmática. A pressão de vapor é uma característica a ser considerada para toxicantes na forma de gás. Quanto maior a pressão de vapor, maior é o número de partículas presentes no ar, e maior é a probabilidade de o agente químico ser inalado e produzir seu efeito tóxico no sistema respiratório. 7. FASE II – TOXICOCINÉTICA É o estudo que relaciona os processos de absorção, distribuição, biotransformação e excreção do toxicante no organismo. O efeito tóxico é proporcional à quantidade do agente químico no sítio de ação, e o conhecimento de sua concentração permite analisar o dano local ocasionado. Figura 3 - Esquema relacionando as fases da toxicocinética. Fonte: Milhomem Filho (2014). Como vimos anteriormente, na fase I (exposição) um dos fatores que mais influenciam a chegada do toxicante no seu tecido-alvo é o seu potencial para atravessar as membranas plasmáticas, o qual depende de suas propriedades físico-químicas. Os xenobióticos atravessam as membranas por diferentes mecanismos, como veremos a seguir. 16WWW.UNINGA.BR TO XI CO LO GI A | U NI DA DE 1 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA 7.1 Mecanismos de Transporte através das Membranas As membranas celulares são formadas por uma dupla camada de fosfolipídios (grupo de moléculas de carga neutra) e grupos polares (conjunto de moléculas que possuem carga elétrica e afinidade com a água), voltados para a face externa, e ácidos graxos, voltados para o espaço celular interno. Além desses grupamentos, observam-se também moléculas de proteínas que atravessam a bicamada lipídica, as quais formam poros. Figura 4 - Membrana plasmática. Fonte: Câmara (2018). 7.1.1 Transporte passivo e ativo O transporte passivo é um mecanismo dependente do gradiente de concentração e sem gasto de energia (ATP). Esse processo inclui a difusão simples, difusão facilitada e osmose. Na difusão simples, as moléculas com caráter lipossolúvel (não ionizadas) atravessam a membrana na sua porção lipídica enquanto que, na difusão facilitada, a passagem das moléculas é realizada com o auxílio de proteínas carreadoras específicas. A osmose é o movimento das moléculas pelo solvente (água), de uma área com alta concentração de moléculas para uma área com baixa concentração. Essa permeabilidade ocorre devido à difusão simples da água, que acontece através da membrana e pela presença de canais proteicos. Figura 5 - Mecanismos de transporte passivo pela membrana: (I) difusão simples; (II) difusão facilitada e (III) osmose. Fonte: Fundamentos em Bio-Neuro Psicologia (2020). http://bio-neuro-psicologia.usuarios.rdc.puc-rio.br/bioeletrog%C3%AAnese-e-sinapse.html 17WWW.UNINGA.BR TO XI CO LO GI A | U NI DA DE 1 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA O transporte ativo é um mecanismo marcado pelo consumo de energia (ATP), cujo movimento das moléculas é contra gradiente de concentração, sendo realizado por proteínas carreadoras saturáveis, as quais possuem seletividade. Figura 6 - Mecanismos de transporte ativo pela membrana. Fonte: Fundamentos em Bio-Neuro Psicologia (2020). 7.1.2 Pinocitose Neste processo, a molécula é transportada por um carreador; porém, não há consumo de energia, e a passagem da substância é a favor de um gradiente de concentração. Esse transporte é um tipo de endocitose em que a molécula é englobada pela membrana plasmática por meio de uma modificação estrutural desta. Tal modificação se dá por meio de uma invaginação que forma uma vesícula (pinossomo), que se fecha com a substância em seu interior, a qual é impulsionada para o interior da célula (citoplasma). Figura 7 - Mecanismos de transporte - pinocitose. Fonte: Dahmer (2017). http://bio-neuro-psicologia.usuarios.rdc.puc-rio.br/bioeletrog%C3%AAnese-e-sinapse.html 18WWW.UNINGA.BR TO XI CO LO GI A | U NI DA DE 1 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA 7.2 Absorção A absorção é a passagem do composto químico do local de contato para a circulação sanguínea. As principais vias de exposição e absorção são a dérmica, a respiratória e a oral. O órgão para a absorção dérmica é a pele, a qual é constituída por múltiplas camadas de tecidos: epiderme, derme e hipoderme. Na camada mais externa (epiderme), temos o estrato córneo, que é a barreira limitante para absorção. Contudo, a derme é formada por tecido gorduroso e conjuntivo, folículos pilosos e glândulas sudoríparas, sendo altamente irrigada. A pele é levemente permeável a moléculas ionizadas e soluções aquosas; no entanto, é altamente permeável a moléculas lipossolúveis, ou seja, com alto coeficiente de partição óleo/água. A passagem das substâncias é realizada por difusão lipídica através do estrato córneo e, em menor grau, através dos folículos pilosos e glândulas sudoríparas. A absorção pela via respiratória se dá por meio da inalação de partículas presentes no ar, assim como gases e outras substâncias voláteis que atingem as fossas nasais e seguem pela faringe, laringe, brônquios, traqueia e alvéolos pulmonares, atingindo a circulação sanguínea. O tamanho das partículas suspensas no ar determina o local onde serão depositadas: (a) partículas cujo diâmetro é menor que 1 μm podem atingir o alvéolo pulmonar e ser absorvidas para a circulação sanguínea e linfática, sendo, portanto, as que possuem maior potencial para intoxicação; (b) partículas entre 2 e 5 μm, geralmente, ficam retidas na região traqueobronquilar e, posteriormente, são removidas pelo muco por meio de movimentos ciliares; (c) por fim, partículas maiores que 5 μm são depositadas na região nasofaríngea e, em seguida, podem ser facilmente removidas por processos mecânicos, como assopro, espirro ou limpeza do nariz (Quadro 1). Quadro 1 - Absorção de material particulado pela via respiratória de acordo com o tamanho. Fonte: Adaptado de Oga, Camargo e Batistuzzo (2008). A absorção de gases e compostos voláteis depende também da sua solubilidade no sangue. Vapores ou gases com característica hidrossolúvel são retidos parcialmente pela mucosa nasal. À medida que as moléculas dos gases e vapores atingem os alvéolos, elas se propagam para o sangue e, depois de algum tempo, estabelecem um equilíbrio entre as moléculas presentes no ar inspirado e as que estão dissolvidas no sangue. Essa relação de solubilidade entre os dois meios (sangue e ar) é chamadade coeficiente de partição sangue/ar (Cps/a), sendo uma constante específica para cada gás. Substâncias pouco solúveis no sangue atingem o equilíbrio (sangue/ar) mais rapidamente, e as substâncias que apresentam maior solubilidade estabelecem esse equilíbrio mais lentamente. Quanto maior o Cps/a, maior é a facilidade de passar do ar para o sangue. Como exemplo, temos o clorofórmio (Cps/a = 15). Por outro lado, as substâncias com baixo Cps/a difundem-se em pequena quantidade no sangue já que apresentam rápida saturação. Como exemplo, temos o etileno (Cps/a = 0,14). Outros fatores que influenciam na absorção são o fluxo sanguíneo (perfusão pulmonar) e a frequência respiratória. 19WWW.UNINGA.BR TO XI CO LO GI A | U NI DA DE 1 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA O aumento da perfusão pulmonar beneficia principalmente a absorção de vapores e gases com baixo Cps/a, sendo um fator limitante para a sua absorção. No entanto, vapores e gases com alto Cps/a têm a sua absorção favorecida pelo aumento da frequência respiratória, sendo este um fator limitante para a mesma. A absorção oral se dá por meio do trato digestivo, e a intoxicação pode ocorrer de forma acidental (a partir da ingestão de água e alimentos contaminados) ou de forma voluntária (por meio do consumo de drogas ilícitas por indivíduos dependentes ou por ato suicida). A absorção pode ocorrer tanto no estômago como no intestino e é dependente da variação de pH, circulação local, característica anatômica de cada órgão e das propriedades físico-químicas do agente tóxico. No sistema digestivo, o intestino é o responsável pela maior parte da absorção de toxicantes, o que se dá pelo fato de esse órgão apresentar microvilosidades altamente irrigadas, as quais aumentam de forma significativa a superfície de contato. Os agentes químicos com alto coeficiente de partição óleo/água (na forma molecular ou lipofílicos) são facilmente absorvidos por difusão passiva enquanto que substâncias na sua forma ionizada (polares ou hidrofílicas) são pouco absorvidas. O grau de ionização dos xenobióticos presentes no trato digestivo irá depender do pKa de cada composto e do pH do meio (ver tópico 6, anteriormente). Outra peculiaridade na absorção de agentes químicos pelo sistema digestivo é a ocorrência do ciclo entero-hepático, conhecido também como metabolismo de primeira passagem. Esse evento consiste na reabsorção de uma substância já excretada. Isso ocorre com agentes químicos que já foram metabolizados pelo fígado e que são excretados pela bile no intestino na sua forma conjugada (com grupamento químico adicionado na etapa metabólica). No intestino, o composto conjugado entra em contato com micro-organismos da flora intestinal, os quais interagem com o composto, removendo o grupamento químico adicionado na etapa de metabolização. Dessa forma, o composto que, antes, estava pronto para ser excretado volta para a sua forma absorvível e é reabsorvido no trato gastrintestinal, voltando para a circulação sanguínea e passando novamente no fígado para ser metabolizado. Para melhor compreensão, o metabolismo de primeira passagem está esquematizado na Figura 8. Figura 8 - Esquema do ciclo entero-hepático. Fonte: A autora. A absorção pela via oral também é influenciada pela presença de alimentos que podem alterar a velocidade e a quantidade de absorção do toxicante. Por exemplo: o leite pode aumentar a absorção de metais, como o chumbo, pela formação de complexos mais lipossolúveis. 20WWW.UNINGA.BR TO XI CO LO GI A | U NI DA DE 1 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA 7.3 Distribuição A distribuição é o transporte dos compostos químicos pelo organismo. Eles são transportados pelo sangue e pela linfa aos diversos tecidos. A distribuição é influenciada pelos seguintes parâmetros: a) Fluxo sanguíneo e linfático. b) Ligação a proteínas plasmáticas. c) pH e coeficiente de partição óleo/água. d) Barreiras biológicas. O equilíbrio na distribuição de um xenobiótico é muito influenciado pelo fluxo sanguíneo e linfático. Tecidos e órgãos que possuem grande circulação sanguínea, como coração, cérebro e fígado, atingem mais rapidamente o equilíbrio de distribuição de agentes químicos enquanto que aqueles que recebem menor fluxo (ossos, dentes, unhas e tecido adiposo) alcançam o equilíbrio mais lentamente. No início, os órgãos mais irrigados recebem grande quantidade do toxicante; contudo, com o passar do tempo, órgãos menos irrigados apresentam o potencial de acumular maior quantidade do toxicante, os quais são denominados tecidos de depósito. Para exemplificar: experimentos com animais envolvendo o chumbo demonstraram que, duas horas após sua administração, 50% da dose encontravam-se no fígado (órgão altamente irrigado) e, após 30 dias, 90% do metal encontravam-se depositados no tecido ósseo. Outro parâmetro que influencia a distribuição de compostos químicos no organismo é a taxa de ligação com proteínas plasmáticas. Dentre as principais proteínas, temos a albumina, as lipoproteínas e a alfa-1-glicoproteína ácida. A albumina é a mais importante, por ser abundante no sistema biológico e apresentar maior afinidade com uma grande variedade de substâncias. A porção de toxicante complexada com proteínas é temporariamente inativa e incapaz de transpor a membrana plasmática. Já a porção livre ou não complexada atravessa a membrana sem dificuldade. Quanto maior o grau de ligação do xenobiótico, maior o tempo de permanência na circulação sistêmica, e menor a sua distribuição para outros compartimentos do corpo (Figura 9). Outro aspecto a ser considerado é que dois agentes químicos podem competir pelo mesmo sítio de ação de uma proteína e, consequentemente, impedir mutuamente a fixação de ambas e aumentar suas porções livres. Esse mecanismo é importante na interação medicamentosa: a administração simultânea de 2 fármacos pode resultar no aumento do efeito terapêutico ou tóxico ou na ineficiência da terapia. Portanto, somente xenobióticos livres podem ser transportados para os tecidos e órgãos e atravessar a membrana. A concentração em cada tecido ou órgão dependerá da irrigação e da afinidade química do toxicante nos componentes biológicos. A intensidade e a duração do efeito terapêutico ou tóxico depende da concentração do xenobiótico no seu sítio de ação. Para que essa interação ocorra, é necessário que a substância esteja livre de ligação de proteínas, em um pH que favoreça sua forma não ionizada e que possua um alto coeficiente de partição (ver item 6 desta unidade). As membranas plasmáticas constituem uma barreira seletiva na passagem de compostos químicos do sangue para os tecidos. Dentre as barreiras que podemos destacar, temos a hematoencefálica e a placentária. Ambas apresentam mecanismo de transporte ativo para absorção e efluxo de substâncias, protegendo, de forma seletiva, o sistema nervoso central e o feto contra a ação de toxicantes. 21WWW.UNINGA.BR TO XI CO LO GI A | U NI DA DE 1 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA Figura 9 - Esquema da distribuição de um xenobiótico de acordo com o grau de ligação a proteínas plasmáticas. Fonte: A autora. 7.4 Biotransformação A biotransformação é definida como toda alteração que ocorre na estrutura química da substância no organismo. Essa alteração é mediada por reações químicas catalisadas por enzimas inespecíficas. Os compostos de caráter lipofílico atravessam facilmente a membrana plasmática (absorção), porém, não apresentam a mesma facilidade para serem eliminados (excreção). Para que esses compostos sejam excretados, é necessário passar por mecanismos de reações bioquímicas que convertam as substâncias lipossolúveis ou apolares em substâncias hidrofílicas ou polares. As reações de biotransformação são divididas em reações de fase I e reações de fase II. As reações de fase I consistem na oxidação, redução e hidrólise, e sua finalidade é aumentar a hidrofilicidade ou polaridade das substâncias por meio da exposição ou adição de grupamentos químicos.Como resultado, temos metabólitos que possuem maior toxicidade em relação à substância original por apresentarem um caráter eletrofílico (carga negativa), nucleofílico (carga positiva) ou radicalar, sendo compostos altamente reativos com os componentes biológicos. Esse processo é denominado bioativação. 22WWW.UNINGA.BR TO XI CO LO GI A | U NI DA DE 1 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA As reações de fase II são a glicuronidação, sulfatação, acetilação, metilação e conjugação com a glutationa e com aminoácidos. Essas reações possuem como característica a inclusão de cofatores endógenos. As enzimas de biotransformação estão distribuídas por todo o organismo; entretanto, o órgão que possui maior concentração é o fígado. Outros órgãos, como pulmões, rins, adrenais, pele e intestino, também contêm enzimas metabolizadoras. Figura 10 - Esquema demonstrando como a biotransformação está inserida no contexto da farmacocinética de fármacos e agentes tóxicos e de que forma ela prepara as substâncias para serem excretadas. Fonte: Faria (2019). 7.4.1 Reações de fase I - Oxidação A reação de oxidação é catalisada por uma enzima chamada oxidase, a qual necessita de um cofator NADPH e de oxigênio para agir. A reação consiste na incorporação de um átomo de oxigênio à substância química, com a formação de um composto oxidado e uma molécula de água. O principal sistema enzimático responsável pela oxidação é o citocromo P-450 (CYP-450). O citocromo P-450 é uma hemoproteína com um átomo de ferro no seu núcleo, cujo complexo formado entre a sua forma reduzida e o monóxido de carbono apresenta uma absorbância no comprimento de onda de 450 nm. A substância química (substrato) complexa-se com a forma oxidada do CYP-450 e, após complexação, a enzima recebe elétrons provenientes do NADPH. O CYP-450 é reduzido e se liga ao oxigênio e ao substrato, promovendo a oxidação do composto. Como exemplo de oxidação, temos a biotransformação do etanol pela enzima álcool desidrogenase. Figura 11 - Reação de metabolismo do etanol. Fonte: Faria (2019). 23WWW.UNINGA.BR TO XI CO LO GI A | U NI DA DE 1 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA - Redução Além das reações de oxidação, o complexo enzimático CYP-450 também é responsável pelas reações de redução. Uma das condições para essa reação ocorrer é a baixa concentração de oxigênio. Diferentemente da oxidação, o CYP-450 transfere o elétron diretamente ao substrato, reduzindo-o. Compostos químicos que apresentam grupamentos aldeído, cetona, dissulfeto, sulfóxido, quinonas, N-óxidos, alquenos, azo, nitro e metais passam por redução in vivo. Na Figura 12, temos um exemplo de reação de redução de um derivado de benzeno (composto com grupamento nitro), cujo produto é reativo com a molécula de DNA, provocando danos e toxicidade (bioativação). Figura 12 - Nitrorredução do derivado de benzeno. Fonte: Tavares, Serrano e Paula (2009). - Hidrólise A hidrólise é a lise, ou seja, é a quebra de uma substância química por meio da molécula de água. Essa reação é catalisada pelas enzimas carboxilesterases, pseudocolinesterases e paraxonases. Compostos químicos com grupamentos funcionais éster, ácido carboxílico, amidas, tio-ésteres e ésteres de ácido fosfórico são passíveis de sofrerem reação de hidrólise no organismo. Um exemplo é a hidrólise do ácido acetilsalicílico, gerando o ácido salicílico com remoção do grupo acetil da molécula. Figura 13 - Reação de hidrólise do ácido acetilsalicílico. Fonte: Pós em Revista (2012). 24WWW.UNINGA.BR TO XI CO LO GI A | U NI DA DE 1 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA 7.4.2 Reações de fase II As reações de fase II possuem duas etapas: síntese do composto endógeno, que será ligado à substância química e catalisado pelas enzimas sintetases, e a transferência do composto endógeno para o substrato a ser biotransformado, realizada pelas enzimas transferases. - Glicuronidação A glicuronidação consiste na conjugação da substância química com o ácido glicurônico, formando os glicuronatos (glicuronil conjugados), os quais posteriormente são excretados pelos rins e pelo fígado, reação catalisada pela enzima glicuroniltransferase. Os principais substratos são drogas ácidas, básicas, fenóis e álcoois. Os glicuronil conjugados formados são substratos da enzima β-glicuronidase, encontrada na microflora intestinal. Consequentemente, os glicuronatos excretados pela bile passam pela ação dessas enzimas no intestino, formando agliconas, as quais são reabsorvidas, conduzindo ao ciclo entero-hepático (voltar à Figura 8). Exemplos de substâncias químicas que utilizam essa via de metabolização são: esteroides, morfina, cloranfenicol, salicilatos e propofol. A Figura 14 mostra o metabolismo da codeína e da morfina, que, após ação da enzima glicuroniltransferase, forma conjugados que podem ser inativos ou ativos. Figura 14 - Reação de glicuronidação da codeína e da morfina. Fonte: UFES (2017). - Sulfatação Uma outra reação importante para o metabolismo de mamíferos é a conjugação com o ácido sulfúrico, a qual é catalisada por sulfotransferases. O doador do grupo sulfato é a 3’-fosfoadenosina-5’-fosfosulfato (PAPS), formada a partir do ATP e sulfato inorgânico. O produto gerado pela reação é um sulfato orgânico ionizado e excretado principalmente pela via renal. Exemplos de substâncias químicas biotransformadas por essa via são: fenóis, esteroides sexuais e cloranfenicol. Na Figura 15, temos o exemplo da biotransformação do prenalterol (fenol), medicamento indicado para o tratamento de insuficiência cardíaca congestiva crônica. http://residenciamultiprofissional.ufes.br/sites/residenciamultiprofissional.ufes.br/files/field/anexo/farmacia.pdf 25WWW.UNINGA.BR TO XI CO LO GI A | U NI DA DE 1 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA Figura 15 - Metabolismo do prenalterol. Fonte: Emery (2020). - Metilação A metilação é caracterizada pela transferência do grupo metila (-CH3) para o substrato, sendo uma reação catalisada por metiltransferases. O doador do grupamento metila é a S-adenosilmetionina, a qual é formada no fígado. Diversas substâncias são biotransformadas pelo processo da metilação, como as que apresentam os grupamentos químicos amina alifática e aromática, fenol, N-heterocíclico e sulfidrila. Catecolaminas, como a serotonina, anfetaminas e piridina, também sofrem metilação, em que o grupo metila é transferido para o nitrogênio, oxigênio ou enxofre da substância. - Acetilação A acetilação é catalisada pela enzima N-acetiltransferase e consiste na adição do grupo acetil ao composto químico. O cofator dessa reação é o acetilcoenzima-A (acetil-CoA). É a principal via de biotransformação de compostos arilaminas, mas também atua em aminas, hidrazinas, hidrazidas e sulfonamidas. A Figura 16 mostra a reação com o antibiótico sulfonamida. Outros fármacos, como a isoniazida e o clonazepam, também utilizam a mesma via. Figura 16 - Reação de metabolismo da sulfonamida. Fonte: Adaptado de Toxoer Television (2017). 26WWW.UNINGA.BR TO XI CO LO GI A | U NI DA DE 1 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA - Conjugação com a glutationa A glutationa é um tripeptídeo que contém os aminoácidos glicina, cisteína e ácido glutâmico. A conjugação com a glutationa é catalisada pela enzima glutationa S-transferase, e a reação ocorre entre a porção nucleofílica do complexo enzimático e o carbono eletrofílico do substrato. A enzima processa a reação com uma grande variedade de toxicantes eletrofílicos, evitando a interação com constituintes teciduais, como lipídios, DNA e proteínas e, portanto, protegendo-os contra danos provocados por metabólitos reativos. Os produtos conjugados com a glutationa sofrem hidrólise, formando a N-acetilcisteína (ácido mercaptúrico). O paracetamol (Figura 13) é um exemplo de fármaco que, ao ser metabolizado pelo fígado, produz um metabólito intermediário, o N-P-acetilbenzoquinonaimina (NAPQI), o qual é reativo. Caso esse metabólito não seja conjugado com a glutationa, ele irá reagir com as células hepáticas,causando necrose no fígado. Portanto, qualquer fator que diminua a concentração de glutationa irá ocasionar o aumento de toxicidade de substâncias reativas, como o NAPQI. Figura 17 - Metabolismo do paracetamol. Fonte: Paracetamol Ffup (2020). 7.4.3 Fatores que influenciam a biotransformação As condições que interferem no metabolismo podem ser internas (espécie e raça, genética, gênero, idade, estado nutricional e patológico) ou externas (indução e inibição enzimática). - Fatores internos A espécie e a raça são fatores que podem influenciar a biotransformação, porque estão diretamente relacionados à presença ou ausência de enzimas e à concentração de cada uma delas. Por exemplo: o hexobarbital é oxidado com uma velocidade variável, em diferentes espécies de ratos, de modo que o tempo de sono induzido por essa substância será variável. https://paracetamolffup16.wixsite.com/paracetamol/hepatotoxicidade 27WWW.UNINGA.BR TO XI CO LO GI A | U NI DA DE 1 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA A influência da genética é referente à capacidade de metabolização, que varia de um indivíduo para outro conforme suas condições fisiológicas ou doenças preexistentes. A isoniazida, por exemplo, é um fármaco utilizado no tratamento da tuberculose. Sua biotransformação se dá por meio da acetilação da molécula, contudo, a velocidade com que essa reação ocorre é variável. Há variação também na concentração de enzimas conforme o gênero. Em ratos machos, devido ao hormônio masculino, há 40% a mais de CYP-450 do que nas fêmeas. Isso impacta na intensidade dos efeitos causados pelos metabólitos gerados. Metabólitos inativos apresentarão uma ação menor em machos do que em fêmeas, entretanto, metabólitos mais ativos terão efeitos mais acentuados em machos. A suscetibilidade aos compostos químicos está associada à idade também. Bebês recém- nascidos são praticamente desprovidos da capacidade de biotransformar toxicantes, e idosos apresentam uma queda significativa na capacidade de biotransformação e excreção renal. Esses dois grupos da população são mais suscetíveis aos efeitos tóxicos de um xenobiótico. Um estado nutricional deficiente favorece a diminuição de proteínas importantes para a atividade metabólica. Uma dieta pobre em proteínas aumenta a toxicidade de compostos químicos, porém, diminui a toxicidade daqueles que necessitam de biotransformação para se tornarem ativos. Elementos químicos, como o ferro, cobre, magnésio, cálcio, zinco e vitaminas, são importantes para o funcionamento do complexo enzimático CYP-450. O jejum, por exemplo, diminui extremamente a glutationa hepática e, consequentemente, aumenta a toxicidade do paracetamol. O estado patológico impacta diretamente a atividade das enzimas associadas ao metabolismo. Um exemplo disso é quando há a presença de uma doença hepática. Quando há um comprometimento da função do fígado, principal órgão metabolizador, há uma diminuição da atividade enzimática e, consequentemente, um aumento do efeito tóxico. Outro exemplo é quando o indivíduo apresenta uma doença que resulta no comprometimento da atividade cardiovascular, o qual resulta na diminuição do fluxo sanguíneo para órgãos como fígado e rim e, dessa forma, altera a biotransformação e a eliminação de substâncias químicas. - Fatores externos Dentre os fatores externos, estão as substâncias que atuam nos sistemas enzimáticos, responsáveis pela biotransformação, atuando como indutores ou inibidores enzimáticos. A indução enzimática é a aceleração da biotransformação dos xenobióticos, causada por substâncias químicas. A estimulação ocorre pelo aumento da síntese proteica, resultando em tolerância metabólica. Esse mecanismo diminui o tempo de permanência do fármaco no organismo (tempo de meia-vida), diminui os efeitos farmacológicos se os metabólitos forem inativos e aumenta a toxicidade se os metabólitos forem tóxicos (paracetamol, por exemplo). Os inibidores enzimáticos consistem na redução da biotransformação dos xenobióticos pelas substâncias químicas. A redução pode ser provocada pela inibição da síntese proteica e/ou competição dos substratos pelo sítio ativo das enzimas. Esse processo aumenta o tempo de meia-vida da droga no organismo, aumenta a intensidade dos efeitos farmacológicos/tóxicos se os metabólitos forem inativos ou promove a perda do efeito se o metabólito for ativo. Na psiquiatria, por exemplo, medicamentos antidepressivos inibem a enzima monoaminoxidase (MAO), resultando no aumento da concentração de neurotransmissores (como a dopamina, norepinefrina e serotonina) no sistema nervoso central. 28WWW.UNINGA.BR TO XI CO LO GI A | U NI DA DE 1 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA No Quadro 2, temos exemplos de alguns fármacos que atuam como indutores ou como inibidores enzimáticos. Quadro 2 - Relação de indutores e inibidores enzimáticos. Fonte: Ferreira Neto (2005). 7.5 Excreção A excreção é a eliminação do composto químico do organismo. As substâncias são excretadas pelas vias renal, gastrintestinal e pulmonar. Os produtos formados após as reações de fase I e II do metabolismo são mais hidrossolúveis, sendo essa uma característica físico-química favorável à excreção. 7.5.1 Excreção renal Os rins desempenham a função de excretar substâncias polares e hidrossolúveis por meio de três mecanismos: filtração glomerular, reabsorção tubular e secreção tubular. Na filtração glomerular, não há gasto de energia. Os glomérulos possuem poros com diâmetro grande e, portanto, passam elementos de tamanhos variados (exceto macromoléculas e compostos químicos complexados com proteínas). As substâncias hidrossolúveis são excretadas pela urina; já as de caráter lipossolúvel são reabsorvidas no túbulo proximal. Na secreção tubular, há a passagem das substâncias químicas presentes no sangue para a urina a partir do transporte ativo, envolvendo gasto de energia. O mecanismo de transporte está suscetível à saturação; portanto, depende de um gradiente de concentração entre o sangue e a urina. Pode acontecer também de haver competição de substâncias de mesma natureza química pelo mesmo sítio ativo do transportador. Por exemplo: o uso concomitante de penicilina e probenicida. Ambos os fármacos competem pelo mesmo sistema de secreção tubular e, como resultado, há o aumento do tempo de permanência da penicilina no organismo e, consequentemente, uma ampliação do seu tempo de ação. A reabsorção tubular pode ocorrer por transporte passivo ou ativo, e a excreção das substâncias químicas sofre influência do pH da urina. Substâncias na forma molecular ou lipofílicas são reabsorvidas pelo túbulo proximal. https://ares.unasus.gov.br/acervo/handle/ARES/2569 29WWW.UNINGA.BR TO XI CO LO GI A | U NI DA DE 1 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA O aumento do pH da urina (alcalinização) promove a excreção de substâncias ácidas, porque, em pH alcalino, os compostos de natureza ácida estarão na sua forma ionizada e não serão reabsorvidos. Exemplos são o fenobarbital e o ácido acetilsalicílico. A mesma lógica é válida para compostos básicos: a diminuição do pH da urina (acidificação) proporciona a excreção de substâncias de caráter básico, pois elas estarão na sua forma ionizada. Exemplos são a anfetamina e a procainamida. Figura 18 - Esquema demonstrando a influência do pH da urina na excreção de substâncias de caráter ácido ou básico. Fonte: Faria (2019). 7.5.2 Excreção pelo trato gastrintestinal A excreção dos compostos químicos pelo trato gastrintestinal ocorre quando eles não são absorvidos pelo sistema digestivo, sendo eliminados juntamente com as fezes. Por essa via, são excretados também produtos de biotransformação procedentes do fígado e da vesícula biliar (Figura 8). Parte das substâncias biotransformadas no fígado vai para a vesícula e, depois, prossegue para o duodeno juntamente com a bile. No intestino, os agentes químicos podem ser excretados com as fezes ou ser reabsorvidos (ciclo entero-hepático). A reabsorção de toxicantes favorece oaumento de seu tempo de vida no organismo, o que eleva consideravelmente a intoxicação. 7.5.3 Excreção pela via pulmonar As substâncias gasosas e voláteis são excretadas pelos pulmões, sendo que a velocidade de excreção depende da solubilidade do composto químico no sangue. É uma relação inversamente proporcional: quanto maior a solubilidade do gás no sangue, menor é a excreção pelas vias aéreas. Como exemplo, o gás etileno possui baixa solubilidade no sangue e, portanto, é rapidamente excretado pelos pulmões. O clorofórmio apresenta alta solubilidade no plasma e, dessa forma, é excretado mais lentamente pela via pulmonar. O fator limitante para a excreção de substâncias altamente solúveis no sangue é a respiração: quanto maior a frequência respiratória, maior é a eliminação do gás. Já a condição limitante para gases pouco solúveis no plasma é a frequência cardíaca: quanto maior é a frequência cardíaca, maior é a circulação, e maior é a excreção do gás pelo pulmão. 30WWW.UNINGA.BR TO XI CO LO GI A | U NI DA DE 1 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA 7.5.4 Excreção por outras vias Outras vias de excreção são o suor, as lágrimas, o leite e a saliva. A excreção por essas vias é dependente do pH do meio, do pKa, da lipossolubilidade dos agentes químicos e da presença de mecanismos de transporte ativo. A ingestão do leite materno pode trazer agentes tóxicos e levar à intoxicação do bebê. Substâncias lipossolúveis dissolvem-se na gordura do leite e são excretadas por difusão simples. O mesmo ocorre com substâncias básicas. O pH do leite é levemente ácido, favorece a forma ionizada ou hidrossolúvel desses compostos e, portanto, sua excreção. A saliva também possui pH menor que o sangue, e substâncias básicas tendem a ser eliminadas por essa via. Dessa forma, a saliva é um importante material biológico para a detecção de drogas de abuso, como etanol, cocaína e anfetaminas. 7.5.5 Parâmetros biológicos de eliminação Os parâmetros biológicos para eliminação são o tempo de meia-vida (t1/2) e a depuração ou clearance. O t1/2 é o tempo necessário para que a concentração de uma substância química seja reduzida a 50% após total absorção e distribuição. O clearance é a capacidade de o organismo eliminar uma substância do plasma. Os principais órgãos responsáveis pelo processo de depuração são o fígado e os rins. A depuração total é a soma dos valores das depurações individuais por vários órgãos e tecidos. Por muitos anos, o medicamento dissulfiram foi empregado no tratamento do alcoolismo crônico. Sua ação consistia na inibição da enzima aldeído- desidrogenase pelo seu princípio ativo (dissulfeto de tetraetiltiuram). Quando o fármaco era consumido, provocava sintomas de intoxicação, como náuseas, vômito e hipotensão devido ao acúmulo do metabólito tóxico aldeído. A ideia era o paciente associar o mal-estar com o uso do álcool e, consequentemente, abandonar o consumo de bebida alcoólica. Para mais informações sobre o metabolismo de fármacos e como esse estudo pode auxiliar na elaboração de compostos químicos de eficácia terapêutica comprovada, leia o artigo: PEREIRA, D. G. Importância do metabolismo no planejamento de fármacos. Química Nova, v. 30, n. 1, 2007. 31WWW.UNINGA.BR TO XI CO LO GI A | U NI DA DE 1 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA Após a Primeira e a Segunda Guerras Mundiais, a população presenciou o horror dos conflitos armados, em especial, o uso de armas químicas. A evolução no direito internacional humanitário não conseguiu impedir que novos conflitos armados ocorressem, mas estabeleceu normativas para classificar os crimes de guerra. A utilização de armas químicas é considerada crime de guerra, e seus efeitos destrutivos se dão devido à toxicidade das substâncias presentes nelas. As armas químicas causam sofrimento desproporcional à vantagem militar, reforçado pela dimensão psicológica dos seus efeitos. Infelizmente, o desenvolvimento da química farmacêutica não está apenas voltado à produção de drogas para efeito terapêutico. O mundo presenciou seu potencial destrutivo de vidas. E, infelizmente, temos registros na história recente de tragédias causadas pelo seu uso, como na guerra entre Irã e Iraque e o conflito na Síria. Enquanto a indústria química servir aos interesses políticos e bélicos de alguns países que não seguem as normas estabelecidas, haverá ainda a possibilidade de ocorrerem desastres como os já citados. A toxicologia como ciência está marcada por incidentes que serviram como base para o desenvolvimento e regulamentação de testes clínicos que garantem a segurança e eficácia das substâncias químicas em humanos. A introdução da talidomida foi um dos maiores desastres toxicológicos registrados na história. O documentário intitulado Tá faltando alguma coisa relata a história da talidomida no Brasil e a luta pelos direitos das pessoas que foram afetadas por essa tragédia. Adicionalmente, o documentário faz uma dura crítica ao fato de o País ser o único no mundo a ter uma terceira geração com deformidades geradas pelo uso da droga. Depois de assistir ao filme, você compreenderá os riscos do uso incorreto de medicamentos e o papel dos estudos toxicológicos para evitar que acidentes como esse ocorram. 32WWW.UNINGA.BR TO XI CO LO GI A | U NI DA DE 1 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA CONSIDERAÇÕES FINAIS Nesta unidade, vimos que a história mostra diversos obstáculos para o desenvolvimento da toxicologia como ciência. O estudo que se iniciou com o uso de venenos e com a observação de sintomas relacionados ao trabalho levou a descobertas precursoras para o estabelecimento desta disciplina como ciência. É uma ciência complexa, e suas áreas (ambiental, ocupacional, alimentos, medicamentos, cosméticos e social) abrangem diversas outras ciências, como a farmacologia e a biologia. Seu estudo propõe-se não apenas a analisar sinais e sintomas provocados por agentes tóxicos, mas também os mecanismos envolvidos no processo da intoxicação, como a exposição e a toxicocinética. O conhecimento dos mecanismos é adquirido a partir de ensaios biológicos enquanto que a identificação e a quantificação de substâncias tóxicas são realizadas por exames toxicológicos dos fluidos corporais (saliva, sangue, urina e fezes). Esses conhecimentos são de fundamental importância ao estabelecimento de uma terapêutica segura, da regulamentação do uso de substâncias tóxicas e de medidas que possam prevenir intoxicações. 3333WWW.UNINGA.BR U N I D A D E 02 SUMÁRIO DA UNIDADE INTRODUÇÃO ..............................................................................................................................................................35 1. TOXICODINÂMICA ...................................................................................................................................................36 1.1 CONCEITOS .............................................................................................................................................................36 1.1.1 REAÇÃO ADVERSA VERSUS INTOXICAÇÃO .......................................................................................................36 1.1.2 DE50 E DE90 ...........................................................................................................................................................37 1.2 AGENTES TÓXICOS E SUA SELETIVIDADE DE AÇÃO .........................................................................................37 1.3 MECANISMOS GERAIS .........................................................................................................................................38 1.3.1 INTERAÇÕES DE AGENTES TÓXICOS COM RECEPTORES .............................................................................38 1.3.2 INTERFERÊNCIAS NAS FUNÇÕES E MEMBRANAS EXCITÁVEIS .................................................................39 1.3.3 INIBIÇÃO DA FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA .......................................................................................................41 TOXICODINÂMICA, TOXICOLOGIA CLÍNICA E TESTES TOXICOLÓGICOS PROF.A DRA. LIANA INARA DE JESUS DOS SANTOS ENSINO A DISTÂNCIA DISCIPLINA: INTRODUÇÃO À TOXICOLOGIA E TOXICOCINÉTICA 34WWW.UNINGA.BR 1.3.4 COMPLEXAÇÃO COM BIOMOLÉCULAS ...........................................................................................................42 2. TOXICOLOGIA CLÍNICA ...........................................................................................................................................47 3. AVALIAÇÃO DA TOXICIDADE ..................................................................................................................................49 3.1 RELAÇÃO DOSE E CONCENTRAÇÃO DO AGENTE QUÍMICO VERSUS RESPOSTA ..........................................50 3.2 TIPOS DE TESTES TOXICOLÓGICOS ...................................................................................................................50 3.2.1 INFORMAÇÕES PRELIMINARES ...................................................................................................................... 51 3.2.2 TOXICIDADE AGUDA .......................................................................................................................................... 51 3.2.3 TOXICIDADE SUBCRÔNICA...............................................................................................................................52 3.2.4 TOXICIDADE CRÔNICA ......................................................................................................................................52 3.2.5 MUTAGENICIDADE E CARCINOGÊNESE .........................................................................................................52 3.2.6 EMBRIOFETOTOXICIDADE E REPRODUÇÃO ..................................................................................................53 3.2.7 TOXICOCINÉTICA ...............................................................................................................................................53 3.2.8 EFEITOS LOCAIS SOBRE A PELE E O OLHO ....................................................................................................54 3.2.9 SENSIBILIZAÇÃO CUTÂNEA .............................................................................................................................55 CONSIDERAÇÕES FINAIS ..........................................................................................................................................57 35WWW.UNINGA.BR TO XI CO LO GI A | U NI DA DE 2 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA INTRODUÇÃO O estudo da toxicodinâmica permite adquirir informações a respeito dos mecanismos de ação ligados aos agentes tóxicos em contato com o organismo. É uma área que ampara as pesquisas científicas no intuito de desenvolver métodos para avaliar o potencial tóxico de cada agente, prevenção da intoxicação e tratamento. Além disso, a compreensão obtida pelo estudo serve como base para o desenvolvimento de produtos químicos específicos, os quais possuem seletividade para serem aplicados sem prejuízos à saúde humana. Os mecanismos de ação são os mais variados; entretanto, o efeito tóxico depende de a substância química atingir e permanecer no local de ação. Como vimos na Unidade 1, isso depende de uma série de fatores relacionados à farmacocinética, até que se alcance o sítio de ação. Nesse local, a interação da substância química ocorre por diferentes reações que são estabelecidas de acordo com as particularidades físico- químicas da substância e do seu sítio de ação. Os mecanismos de intoxicação discutidos nesta unidade são capazes de originar efeitos adversos e/ou morte celular, acarretando perda da função de tecidos e órgãos. A toxicologia clínica contribui para a abordagem de casos relacionados à intoxicação, servindo como suporte para a rápida recuperação do paciente. Seu trabalho consiste na observação de indivíduos que foram expostos a algum agente tóxico, com o intuito de prevenir, diagnosticar e elaborar medidas terapêuticas específicas. A avaliação da toxicidade está relacionada ao estabelecimento da dose-resposta, a qual analisa a relação entre a intensidade do efeito, a concentração e o tempo de exposição. No caso de organismos como o embrião e o feto, os cuidados devem ser maiores ainda já que são altamente sensíveis à exposição de substâncias potencialmente tóxicas. Para caracterizar o potencial de toxicidade de um agente químico, é importante conhecer não apenas a dose e o tipo de efeito que produz, mas também levar em conta a elucidação das propriedades físico-químicas do agente, as condições de exposição e a sua cinética no sistema biológico. Para obter esse conjunto de informações, são realizados testes toxicológicos que incluem informações preliminares a respeito da substância química em estudo, a pesquisa sobre seu grau de toxicidade, potencial mutagênico, sua toxicocinética e os possíveis efeitos no organismo que podem ser provocados por contato direto. 36WWW.UNINGA.BR TO XI CO LO GI A | U NI DA DE 2 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA 1. TOXICODINÂMICA A toxicodinâmica é o estudo que compreende os mecanismos de interação entre o toxicante e os sítios de ação do organismo, assim como a toxicidade provocada como resultado dessa interação. O estudo da toxicodinâmica serve como referência para a avaliação de risco, para a elaboração de metodologias com vistas a prevenir e tratar intoxicações e para o desenvolvimento de produtos com maior seletividade. Essa área da toxicologia está conectada à toxicocinética já que a manifestação do efeito tóxico no sistema biológico distante do seu local de exposição apresenta duas características: a absorção e o alcance do sítio alvo, com os eventos celulares provenientes do contato do xenobiótico no local de ação. Figura 1 - Relação entre a toxicocinética e a toxicodinâmica. Fonte: A autora. 1.1 Conceitos 1.1.1 Reação adversa versus intoxicação A reação adversa é o efeito provocado com doses terapêuticas do medicamento e acontece devido ao fato de o medicamento não apresentar seletividade para apenas o sítio alvo desejado ou por estar distribuído em diferentes tecidos do corpo. A intoxicação é a manifestação dos efeitos tóxicos (sinais e sintomas), sendo um processo patológico causado por xenobióticos. No caso de medicamentos, a intoxicação é ocasionada por uma dose excessiva (que pode ser acidental ou intencional). 37WWW.UNINGA.BR TO XI CO LO GI A | U NI DA DE 2 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA 1.1.2 DE50 e DE90 Como visto na Unidade 1, a toxicidade aguda é avaliada pelos valores de DL50 e DL10, obtidos experimentalmente (dose letal para 50% e 10% dos animais em experimento, respectivamente). Adicionalmente, é possível definir as doses efetivas que proporcionam efeitos terapêuticos desejáveis em 50% (DE50) e 90% (DE90) nos animais em estudo. Quando os valores de doses efetivas são relacionados aos valores das doses letais, é possível estabelecer o índice terapêutico (IT) e a margem de segurança (MS), os quais podem ser expressos da seguinte forma: Quanto maior é o valor do índice terapêutico e/ou da margem de segurança, menor é a probabilidade de uma substância provocar intoxicação. 1.2 Agentes Tóxicos e sua Seletividade de Ação Os agentes tóxicos apresentam uma ampla variedade de estruturas químicas e, por isso, são classificados de acordo com a sua classe química, com o seu estado físico (sólido, líquido e gás) e com a ação bioquímica e farmacológica. Todos os agentes tóxicos modificam a homeostasia do organismo, sendo alguns mais seletivos em sua ação, e outros, não. Ácidos e bases, por exemplo, não possuem seletividade para uma estrutura alvo específica, provocando danos nos tecidos de contato. A seletividade de ação também varia de acordo com a espécie: pesticidas e derivados são empregados na agricultura para atuarem especificamente no combate às pragas que atingem as lavouras, sem ocasionarem danos para outros organismos
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