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Profª. Drª. Luciane Maria Ribeiro Neto É vedada, terminantemente, a cópia do material didático sob qualquer forma, o seu fornecimento para fotocópia ou gravação, para alunos ou terceiros, bem como o seu fornecimento para divulgação em locais públicos, telessalas ou qualquer outra forma de divulgação pública, sob pena de responsabilização civil e criminal. SUMÁRIO Introdução à Toxicologia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Histórico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4 Definições importantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 Toxicologia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Toxicante . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Xenobiótico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Droga . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Toxicidade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Ação tóxica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Intoxicação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Divisão da toxicologia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7 Áreas da Toxicologia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7 Toxicocinética . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8 Absorção . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Distribuição . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Biotransformação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Excreção . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Toxicodinâmica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13 Avaliação de risco . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13 Análises toxicológicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Fundamentos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14 Toxicante . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Amostra. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Métodos analíticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Análises de urgência/emergência . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18 Análises forenses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Monitoração da exposição ocupacional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21 Monitoração terapêutica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Monitoração de farmacodependência . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Análises de contaminantes em alimentos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 Aplicações das análises toxicológicas: artigos científicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Acesse o Anexo 2 e conheça exemplos de aplicações das análises toxicológicas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 Conclusão: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 Glossário . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 Referências bibliográficas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 Pág. 4 de 36 Figura 1 – Toxicologia. Fonte: Shutterstock/kanusommer INTRODUÇÃO À TOXICOLOGIA Histórico A história da Toxicologia acompanha a história da civilização, pois, desde os tempos mais remotos, o homem já fazia uso de seus conhecimentos sobre os efeitos tóxicos de venenos de animais e plantas. Esse conhecimento era empregado na caça ou como arma contra os inimigos. Um dos registros mais antigos é o Papiro de Ebers (1.500 a.C.), que registra uma relação de cerca de 800 ingredientes ativos, entre eles chumbo, cobre e venenos de animais e plantas. A Toxicologia foi evoluindo ao longo dos séculos de forma muito lenta, uma vez que os estudos eram empíricos. No século XVI, merece destaque Philippus Aureolus Theophrastus Bombastus Von Hohenheim – Paracelsus (1493-1541), de grande importância na ciência e responsável pelo postulado “todas as substâncias são venenos; não há nenhuma que não seja um veneno. A dose correta diferencia o veneno do remédio” Pág. 5 de 36 Figura 2 – Paracelsus. Fonte: <https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Philippus_Theophrastus_Paracelsus.jpg>. O desenvolvimento da Toxicologia deu-se de fato no século XIX, em especial a partir da década de 1960, quando deixa o aspecto apenas forense e agrega a avaliação da segurança e risco na utilização de substâncias químicas, que, consequentemente, levaram ao seu controle regulatório nas mais diversas áreas. Definições importantes Toxicologia Ciência que estuda os efeitos adversos decorrentes das interações de substâncias químicas com o organismo. Visa propor maneiras seguras de se expor às substâncias químicas por meio da avaliação dos danos causados, da determinação das substâncias tóxicas presentes nas diferentes matrizes e dos níveis toleráveis de exposição. Toxicante Substância química capaz de causar dano a um sistema biológico, alterando uma função fisiológica ou bioquímica ou levando-o à morte. Também denominado agente tóxico. Pág. 6 de 36 Xenobiótico Termo usado para designar substâncias químicas estranhas ao organismo. Substâncias que não possuem ação fisiológica conhecida. Droga Toda substância capaz de modificar ou explorar o sistema fisiológico ou estado patológico, utilizada com ou sem intenção de benefício ao organismo receptor. Utilizada popularmente para designar fármaco. Também difere do conceito de veneno, que é utilizado popularmente para designar substâncias que causam intoxicação ou morte a baixas doses ou aquelas provenientes de animais. SAIBA MAIS Definimos droga toda substância, seja natural ou não, que modifica as funções normais do organismo. Saiba mais sobre os tipos de drogas em: <http://www.infoescola.com/drogas/>. Toxicidade Capacidade inerente e potencial do toxicante de provocar efeitos nocivos em organismos vivos. Ação tóxica Maneira pela qual o agente tóxico exerce suas ações sobre as estruturas teciduais. Intoxicação Processo patológico causado por substâncias químicas endógenas ou exógenas e caracterizado por alterações fisiológicas em consequência de alterações bioquímicas no organismo, evidenciada, em geral, por sinais e sintomas. Pode ser dividida em quatro fases: fase da exposição, fase toxicocinética, fase toxicodinâmica e fase clínica. Pág. 7 de 36 Quadro 1 – Fases de Intoxicação. Exposição é função da dose (ou concentração) do agente químico envolvido e do tempo de interação com o organismo.Divisão da toxicologia Quadro 2 – Divisão da Toxicologia, de acordo com os diferentes campos de trabalho. As análises toxicológicas estão inseridas na Toxicologia Analítica, que trata da detecção do agente químico ou de algum parâmetro relacionado à exposição ao toxicante, em substratos tais como fluidos orgânicos, alimentos, água, ar, solo etc., com o objetivo de prevenir ou diagnosticar as intoxicações, seja por intermédio do toxicante ou de alterações bioquímicas funcionais do organismo. Áreas da Toxicologia São várias as áreas de atuação da Toxicologia, que dependem da natureza do toxicante ou da maneira como este atinge o sistema biológico. Pág. 8 de 36 Quadro 3 – Áreas de atuação da Toxicologia. Toxicocinética Fase da intoxicação, que inclui os processos envolvidos na relação entre a disponibilidade química e a concentração do agente químico nos diferentes tecidos do organismo. Envolve os processos de absorção, distribuição, biotransformação e excreção dessas substâncias e é dependente das suas características físico-químicas. Absorção A absorção é a passagem de substâncias do local de contato para a circulação sanguínea. São vários os mecanismos pelos quais os xenobióticos atravessam as membranas, que dependem das propriedades físico-químicas das substâncias. Pág. 9 de 36 Transporte passivo Figura 3 – Difusão facilitada: exemplo de transporte passivo. Fonte: <http://estudodebiogiabusquet.blogspot.com.br/>. Transporte ativo Figura 4 – Bomba de sódio e potássio: exemplo de transporte ativo caracterizado por consumo de energia. Fonte: <http://www.infoescola.com/biologia/bomba-de-sodio-e-potassio/>. Pág. 10 de 36 Pinocitose Figura 5 – Figura esquemática da pinocitose: passagem de partículas líquidas. Fonte: <http://www.infoescola.com/citologia/endocitose/>. Difusão facilitada Figura 6– Esquema da difusão facilitada: processo no qual a substância é transportada por carregador sem consumo de energia. Fonte: <http://estudodebiogiabusquet.blogspot.com.br/>. Pág. 11 de 36 Distribuição Os xenobióticos são transportados pelo sangue e pela linfa para os diversos tecidos. Essa distribuição depende do fluxo sanguíneo e linfático nos diferentes órgãos, além de sofrer influência de outros fatores, tais como fixação às moléculas proteicas, diferenças de pH e coeficiente de partição óleo/água de cada substância. A toxicidade do toxicante depende de seu volume de distribuição, mas nem sempre o local de maior distribuição é o órgão mais lesado. Biotransformação É toda alteração que ocorre na estrutura química da substância no organismo. Ocorre, em geral, por ação de enzimas específicas e visa facilitar a excreção de xenobióticos lipofílicos, transformando- os em substâncias mais polares e hidrossolúveis. A maior parte da biotransformação ocorre no fígado, porém, também, pode ocorrer em pulmões, rins, adrenais, pele e mucosa gastrintestinal. A biotransformação é composta por duas fases. Na fase I, ocorrem reações de oxidação, hidrólise e redução, por exemplo, envolvendo principalmente enzimas do sistema citocromo P450. A fase II envolve reações de conjugação ou síntese. Pág. 12 de 36 Figura 7 – Biotransformação do paracetamol, no qual se observam reações da Fase I e Fase II da biotransfor- mação. Fonte: <http://www.ff.up.pt/toxicologia/monografi as/ano0304/Paracetamol/pagina%20ana/texto%20parac.htm>. Vários fatores podem interferir na biotransformação: – Fatores internos: espécie, etnia, gênero, idade, peso, componentes genéticos, estado nutricional, estado patológico etc. – Fatores externos: dependentes da própria substância, da via de introdução e do meio ambiente. Excreção Processo pelo qual uma substância química é eliminada do organismo por diferentes vias (urinária, fecal e pulmonar), na maioria das vezes após sua biotransformação. Pág. 13 de 36 A urina excreta substâncias hidrossolúveis, enquanto que, por meio das fezes, eliminam-se aquelas não absorvidas pelo trato gastrintestinal. Pela via pulmonar, são eliminadas substâncias em forma de gases e vapores. Toxicodinâmica Fase da intoxicação que compreende a interação entre as moléculas do toxicante e os sítios de ação, específicos ou não, dos órgãos e, consequentemente, o aparecimento de desequilíbrio homeostático. O entendimento do mecanismo molecular e bioquímico de agentes tóxicos, bem como do local de ação, é importante para a aplicação de medidas preventivas e terapêuticas de intoxicações. Quadro 4 – Mecanismos gerais de ação tóxica e respectivos exemplos de agentes tóxicos. Mecanismo de ação tóxica Agentes tóxicos Interações de agentes tóxicos com receptores. Atropina, escopolamina, curare, nicotina. Interferências nas funções e membranas excitáveis. Tetrodotoxina, toxina botulínica. Inibição da fosforilação oxidativa. Nitritos, cianeto, azida, nitrofenóis. Complexação com biomoléculas: - Componentes enzimáticos. - Proteínas. - Lipídeos. - Ácidos nucleicos. Inseticidas fosforados, monóxido de carbono. Aflatoxina B1, paracetamol, cloranfenicol. Tetracloreto de carbono. Nitrosaminas. Perturbação de homeostase cálcica. Dioxinas, íons metálicos, aldeídos, peróxidos. Avaliação de risco É um processo sistemático pelo qual o perigo, a exposição e o risco são identificados e quantificados. Definições importantes: – Perigo: capacidade da substância para causar um efeito adverso. – Risco: probabilidade da ocorrência de perigo sob condições específicas de exposição. Pág. 14 de 36 – Avaliação do risco: processo pelo qual o perigo, a exposição e o risco são determinados. – Manejo do risco: processo pelo qual são avaliadas as opções e selecionada a medida regulatória mais apropriada com base nos resultados da avaliação do risco e nos interesses sociais, econômicos e políticos. Os objetivos da avaliação incluem a análise da relação entre o risco e o benefício; o estabelecimento de alvos e de níveis de risco; e o auxílio na definição das atividades prioritárias dos programas de vigilância e de controle empreendidos por agências regulatórias, indústrias, organizações ambientais e de consumidores. Quadro 5 – Etapas principais do processo de avaliação de risco. ANÁLISES TOXICOLÓGICAS Fundamentos As análises toxicológicas envolvem procedimentos analíticos confiáveis para identificar e/ou quantificar um toxicante específico ou seu produto de biotransformação, por meio de técnicas adequadas para isolá-lo de uma determinada matriz, seja ela convencional, biológica ou não e tendo em conta a concentração a ser encontrada. É importante então, conhecer a finalidade das análises, que podem ser forenses, de urgência, de alimentos, de controle antidopagem e de monitoração da exposição (biológica, ambiental, terapêutica e da farmacodependência). Pág. 15 de 36 Toxicante Os conhecimentos de toxicocinética e toxicodinâmica são fundamentais para caracterizar o toxicante e, assim, determinar o procedimento analítico a ser empregado. Quadro 6 – Natureza química dos agentes tóxicos e respectivos exemplos. Natureza química do agente tóxico Agentes tóxicos Gases Sulfeto de hidrogênio, óxidos de nitrogênio, monóxido de carbono. Voláteis Benzeno, tolueno, xileno, metanol. Inorgânicos Chumbo, mercúrio, cádmio, cromo. Orgânicos não voláteis Cocaína, talidomida, cafeína, LSD. Amostra A amostra a ser pesquisada dependerá da finalidade da análise, da natureza química, da forma e concentração do analito ou do indicador que se pretende determinar. Quadro 7 – Exemplos de amostras por finalidade da análise. Finalidade da análise Amostras Forense Sangue, urina, cabelo, fígado, unha, conteúdo gástrico, tecidos, objetos Urgência/emergência Urina, sangue, conteúdo gástrico. Monitoração da exposição ocupacional Urina, sangue. Monitoração terapêutica Sangue, saliva. Monitoração de farmacodependência Urina, ar exalado. Contaminantes em alimentos Alimentos em geral, embalagens. Contaminantesambientais Ar, água, solo, sedimentos. É necessário que as amostras sejam adequadamente obtidas, conservadas (armazenadas) e transportadas para que sua integridade não seja comprometida. A escolha de anticoagulantes Pág. 16 de 36 e conservantes, bem como dos recipientes de armazenagem, deve ser cuidadosa para que não comprometam ou interfiram na pesquisa do analito. Métodos analíticos De um modo geral, a escolha do método analítico a ser empregado depende da finalidade da análise, pois dessa forma tem-se dimensionamento da concentração do analito, da matriz na qual se encontra e da urgência dos resultados. Os métodos podem ser aplicados com finalidade de triagem ou confirmação. Os de triagem são métodos gerais que se destinam a verificar a ausência ou presença de um composto ou grupo de compostos. Precisam apresentar sensibilidade e presteza. Técnicas como os imunoensaios e a cromatografia em camada delgada (CCD ou TLC) são exemplos empregados nos métodos analíticos. Os métodos de confirmação destinam-se a confirmar os resultados obtidos na etapa de triagem analítica. Em geral, emprega-se a espectrometria de massas (EM ou MS) acoplada à cromatografia. Figura 8 – Espectro de massas de cocaína. Fonte: <http://www2.chemistry.msu.edu/faculty/reusch/VirtTxtJml/Spectrpy/MassSpec/masspec1.htm>. Ambos os métodos, em geral, necessitam de etapas de preparo da amostra que se destina a obter o analito isolado da matriz (amostra) em uma concentração adequada para ser identificado e/ou quantificado. As técnicas a ser empregadas dependerão das características físico-químicas do toxicante e da amostra. Pág. 17 de 36 Os métodos analíticos devem ser confiáveis e apropriados à finalidade. Dessa forma, devem ser previamente validados. A validação analítica permite demonstrar que o método em questão possui as características e o desempenho necessários para a finalidade da análise. Para a validação analítica de um método, é necessário conhecer parâmetros de desempenho como: especificidade, sensibilidade, precisão, exatidão, limites de quantificação e detecção e robustez. • Especificidade e Seletividade É a capacidade que o método possui de medir exatamente um composto em presença de outros componentes. [...] • Linearidade É a capacidade de uma metodologia analítica de demonstrar que os resultados obtidos são diretamente proporcionais à concentração do analito na amostra, dentro de um intervalo especificado. [...] • Intervalo O intervalo especificado é a faixa entre os limites de quantificação superior e inferior de um método analítico. [...] • Precisão A precisão é a avaliação da proximidade dos resultados obtidos em uma série de medidas de uma amostragem múltipla de uma mesma amostra. [...] • Limite de Detecção Limite de detecção é a menor quantidade do analito presente em uma amostra que pode ser detectado, porém, não necessariamente quantificado, sob as condições experimentais estabelecidas. [...] • Limite de Quantificação É a menor quantidade do analito em uma amostra que pode ser determinada com precisão e exatidão aceitáveis sob as condições experimentais estabelecidas. [...] • Exatidão: A exatidão de um método analítico é a proximidade dos resultados obtidos pelo método em estudo em relação ao valor verdadeiro. [...] Pág. 18 de 36 • Robustez: A robustez de um método analítico é a medida de sua capacidade em resistir a pequenas e deliberadas variações dos parâmetros analíticos. Indica sua confiança durante o uso normal (BRASIL, 2003). Todos os laboratórios analíticos devem ainda ter um sistema de qualidade que engloba o controle da qualidade e a garantia da qualidade. Análises de urgência/emergência Destinam-se à identificação ou confirmação do agente causador da intoxicação aguda, ou, ainda, a dar subsídios ao tratamento do indivíduo intoxicado. As intoxicações agudas podem ter origem intencional ou acidental. Podem ser: homicidas, suicidas, alteração de humor e percepção, doping (alteração do rendimento físico), acidentes domésticos, acidentes trabalhistas, acidentes com plantas tóxicas, acidentes com animais peçonhentos, iatrogenia (erro terapêutico) e idiossincrasia (reação adversa inesperada proveniente das características do indivíduo). Figura 9 – Animal Peçonhento. Fonte: shutterstock/Kristian Bell Os métodos analíticos devem apresentar sensibilidade, precisão e rapidez e que possam ser utilizados pelos mais diversos laboratórios. As análises de triagem e confirmação são direcionadas pelos sinais e sintomas do intoxicado. O Quadro 8 apresenta os principais agentes causadores de intoxicação aguda. Pág. 19 de 36 Quadro 8 – Eventos toxicológicos humanos, segundo agente tóxico (CEATOX, SP, 207). Agente Total Medicamento 7.853 Agroagrícola 989 Agrodoméstico 1.008 Produto veterinário 237 Raticida 647 Domissanitários 5524 Cosméticos 341 Produtos químicos industriais 1.593 Metais 302 Drogas de abuso 282 Plantas 77 Alimentos 221 Animais peçonhentos/serpentes 133 Animais peçonhentos/aranhas 305 Animais peçonhentos/escorpiões 282 Outros animais peçonhentos/venenosos 265 Animais não peçonhentos 166 Desconhecido 17.077 Outro 197 TOTAL 37.499 Fonte: <http://www.cvs.saude.sp.gov.br/up/ESTAT%C3%8DSTICAS%20ceatox%202007.pdf>. Pág. 20 de 36 Análises forenses As análises toxicológicas são empregadas para fins judiciais. São desenvolvidas para identificar agente químico que possa ter nexo causal de morte ou dano infligido ao homem. Inclui também, quando em âmbito judiciário, análises relacionadas a crimes ambientais, doenças ocupacionais, doping e ações dolosas de intoxicação de animais de criação. Além da validação analítica, nesses casos, torna-se necessária a instituição de cadeia de custódia, pois permite o registro e o controle de todas as etapas envolvidas com a amostra, desde a sua coleta até sua destruição. A triagem deve ser realizada pela análise toxicológica sistemática, que permitirá a identificação do analito cuja presença não é suspeitada ou a identidade é desconhecida. Já a confirmação é feita por um método de princípios diferentes dos utilizados na triagem. Outra característica dessas análises é a necessidade de, na amostragem, obter-se material suficiente para a contraperícia (fica retido no laboratório para eventual reanálise). As principais etapas envolvidas nas análises forenses são: – Etapa 1: isolamento e concentração do analito. • Preparação da amostra: hidrólise, digestão, remoção de interferentes (extração líquido-líquido ou extração em fase sólida), entre outros. – Etapa 2: diferenciação-detecção • Técnicas empregadas: imunoensaios, cromatografia, espectrofotometria de absorção atômica, entre outras. Pág. 21 de 36 Figura 9 – Espectrofotômetro. Fonte: <https://pt.wikipedia.org/wiki/Espectrofotometria>. SAIBA MAIS Espectrofotômetro é um instrumento que permite comparar a radiação absorvida ou transmitida por uma solução que contém uma quantidade desconhecida de soluto, e uma solução que contém uma quantidade conhecida da mesma substância. Fonte: <https://pt.wikipedia.org/wiki/Espectrofotometria>. – Etapa 3: identificação Acesse o Anexo 1 e conheça a lista com algumas das substâncias proibidas pelo Código Mundial Antidoping. Quadro 9 – Curiosidade. Observe que os analitos a serem pesquisados dependem da toxicocinética de cada substância. A maioria das análises é qualitativa. Apenas algumas são quantitativas. Monitoração da exposição ocupacional A monitoração da exposição ocupacional tem por finalidade prevenir o aparecimento de efeitos adversos provenientes da exposição a agentes químicos no ambiente de trabalho. Podem ser utilizados parâmetros ambientais (monitoração ambiental) ou biológicos (monitoração biológica). Para a realização da monitoração biológica, é necessária a existência de um parâmetro biológico que possa ser medido e avaliado e que represente adequada e quantitativamentea exposição a Pág. 22 de 36 uma substância química. Este parâmetro é denominado indicador biológico da exposição (IBE) ou biomarcador. – Indicador biológico de exposição: xenobiótico ou produto da sua biotransformação. – Indicador biológico de efeito: efeitos biológicos precoces, não tóxicos e reversíveis. Para avaliação dos resultados, é necessário conhecer o intervalo de referência e os índices bilógicos de exposição. – Valores de referência (VR); concentrações de biomarcadores determinados em indivíduos não expostos ocupacionalmente ao xenobiótico em questão. – Índices biológicos de exposição: concentração de biomarcadores tolerável que, quando ultrapassada, indica exposição inadequada. No Brasil, denomina-se índice biológico máximo permitido (IBMP), concentração na qual se estima que a maioria dos indivíduos ocupacionalmente expostos não apresentam risco à saúde. Quadro 10 – Parâmetros para controle biológico da exposição ocupacional a alguns agentes químicos (aprovado pela Portaria SSST nº 24, de 29 de dezembro de 1994) . . Agente químico Indicador Biológico VR IBMP Método analítico Amostra- gem Interpreta- ção Vigên- ciaMaterial biológico Análise Anilina Urina Sangue P-aminofenol Até 2% 50 mg/g creat. 5% CG E FJ FJO-1 EE SC+ Arsênico Urina Arsênico Até 10 ug/g creat. 50 ug/g creat. E ou EAA FS+T-6 EE Cádmio Urina Cádmio Até 2 ug/g creat. 50 ug/g creat. EAA NC T-6 SC Chumbo inorgânico Sangue Urina Sangue Chumbo e Ac. delta ami- no levulínico ou zincoproto- porfirina Até 40 ug/100 ml Até 45 g/g creat. Até 40 ug/100 ml 60 ug/100 ml 10 mh/g creat 100 ug/100 ml EAA E HF NC T-1 NC T-1 NC T-1 SC SC SC Pág. 23 de 36 Chumbo Tetraetila Urina Chumbo Até 50 ug/g creat. 100 ug/g creat. EAA FJ 0-1 EE Cromo Hexava- lente Urina Cromo Até 5 ug/g creat. 30 ug/ creat. EAA FS EE Diclorome- tano Sangue Carboxihemo- globina Até 1% NF 3,5% NF E FJ- 0-1 SC + Dimetilfor- mamina Urina N-metilforma- mida 40 mg/g creat. CG ou CLAD FJ EE P-18 Dissulfeto de Carbo- no Urina Ac. 2-tio- -tiazolidina 50 mg/g creat. CG ou CLAD FJ EE P-25 Ésteres organofos- forados e carbama- tos Sangue Acetil colines- terase eritoci- tária ou Colinesterase eritrocitária e plamática (sangue total) Determi- nar a Atividade pré-ocupa- cional 30% de depressão da ativida- de inicial 50% de depressão da ativida- de inicial NC NC NC SC SC SC Estireno Urina Urina Ac. mandélico e/ou Ac. fenil- -glioxilico 0,8 g/g creat. 240 mg/g creat CG ou CLAD CG ou CLAD FJ FJ EE Etil-benze- no Urina Ac. mandélico 1,50,8 g/g creat. 240 mg/g creat. CG ou CLAD FS EE Fenol Urina Fenol 20 mg/g creat. 250 mg/g creat. CG ou CLAD FJ 0-1 EE Flúor e Fluoretos Urina Fluoreto Até 0,5 mg/g 3 mg/g creat. no início da jornada e 10 mg/g creat no final da jornada IS PP+ EE Mercúrio inorgânico Urina Mercúrio Até 5 ug/g creat. 250 mg/g creat. EA A PU T-12 12 EE Pág. 24 de 36 Metol Urina Metanol Até 5 mg/l 15 mg/l CG FJ 0-1 EE Metil-Etil- -Cetona Urina Metil-etil- -cetona 2 mg/l CG FJ EE P-12 Monóxido de carbono Sangue Carboxi-he- moglobina Até 1% NF 3,5 NF E FJ 0-1 SC+ P-12 N-hexano Urina 2,5 Hexano- diona 5 mg/g creat. CG FJ EE P-18 Nitroben- zeno Sangue Meta-hemo- globina Até 2% 5% E FJ 0-1 SC+ P-18 Pentaclo- rofenol Urina Pentacloro- fenol 2 mg/g creat. CG ou CLAD FS+ EE P-18 Tetraclo- roetileno Urina Ac. tricloroa- cético 3,5 mg/l E FS+ EE P-18 Tolueno Urina Ac. hipúrico Até 1,5 g/g creat. 2,5 g/g creat. CG ou CLAD FJ - 1 EE P-18 Tricloroe- tano Urina Triclorocom- postos totais 40 mg/g creat. E FS EE P-18 Tricloroeti- leno Urina Triclorocom- postos totais 300 mg/g creat. E FS EE P-18 Xileno Urina Ac. metil- -hipúrico 1,5 g/g creat. CG ou CLAD FJ EE P-18 Abreviaturas IBMP: Índice biológico máximo permitido: é o valor máximo do indicador biológico para o qual se supõe que a maioria das pessoas ocupacionalmente expostas não corre risco de dano à saúde. A ultrapassagem deste valor significa exposição excessiva. VR: Valor de referência da normalidade: valor possível de ser encontrado em populações não expostas ocupacionalmente. NF: Não fumantes. Método analítico recomendado E: Espectrofotometria ultravioleta/visível. EAA: Espectrofotometria de absorção atômica. CG: Cromatografia em fase gasosa. Pág. 25 de 36 CLAD: Cromatografia líquida de alto desempenho. IS: Eletrodo íon-seletivo. HF: Hematofluorômetro. Condições de amostragem FJ: Final do último dia de jornada de trabalho (recomenda-se evitar a primeira jornada da semana). FS: Final do último dia de jornada da semana. FS+: Início da última jornada da semana. PP+: Pré e pós a 4ª jornada de trabalho da semana. PU: Primeira urina da manhã. NC: Momento de amostragem “não crítico”: pode ser feita em qualquer dia e horário, desde que o trabalhador esteja em trabalho contínuo nas últimas quatro semanas sem afastamento maior que quatro dias. T-1: Recomenda-se iniciar a monitoração após um mês de exposição. T-6: Recomenda-se iniciar a monitoração após seis meses de exposição. T-12: Recomenda-se iniciar a monitoração após 12 meses de exposição. 0-1: Pode-se fazer a diferença entre pré e pós-jornada. Interpretação EE: O indicador biológico é capaz de indicar uma exposição ambiental acima do limite de tolerância, mas não possui, isoladamente, significado clínico ou toxicológico próprio, ou seja, não indica doença, nem está associado a um efeito ou disfunção de qualquer sistema biológico. SC: Além de mostrar uma exposição excessiva, o indicador biológico tem também significado clínico ou toxicológico próprio, ou seja, pode indicar doença, estar associado a um efeito ou uma disfunção do sistema biológico avaliado. SC+: O indicador biológico possui significado clínico ou toxicológico próprio, mas, na prática, em razão de sua curta meia-vida biológica, deve ser considerado como EE. Vigência P-12: A inspeção do trabalho passará a exigir a avaliação deste indicador biológico 12 meses após a publicação desta norma. P-18: A inspeção do trabalho passará a exigir a avaliação deste indicador biológico 18 meses após a publicação desta norma. Pág. 26 de 36 P-24: A inspeção do trabalho passará a exigir a avaliação deste indicador biológico 24 meses após a publicação desta norma. Fonte: Disponível em: <http://sislex.previdencia.gov.br/paginas/05/mtb/7.htm>, acesso em: 22 jan. 2017. Monitoração terapêutica Visa monitorar níveis sanguíneos de fármacos com o intuito de assegurar o tratamento terapêutico com o máximo de eficácia e o mínimo de efeitos tóxicos. Os fármacos frequentemente submetidos à monitoração terapêutica são: antimicrobianos aminoglicosídeos, antidepressivos tricíclicos ou não tricíclicos, ciclosporina A, tracolimo, digoxina, digitoxina, fenitoína, fenobarbital, lidocaína, lítio, metrotexato, procainamida, quinidina, teofilina, valproato e vancomicina. Quadro 11 – Faixa terapêutica de alguns fármacos com baixos índices terapêuticos. Fármaco Faixa terapêutica Fenitoína 10-20 mg/L Fenobarbital 15-40 mg/L Lítio 0,6-1,4 mEq/L Quinidina 2-5 mg/L Teofilina 10-20 mg/L Quadro 12 – Exemplos de fármacos que necessitam de monitoração terapêutica, agrupados de acordo com sua classe terapêutica. Classe terapêutica Fármacos Antiarrítmico Amiodarona, disopiramida, lidocaína, procainamida, quinidina. Anticonvulsivantes Fenobarbital, fenitoína, carbamazepina. Antidepressivos Imipramina, clomipramina, maprotilina, nortriptilina, lítio. Antimicrobianos Imipenem, cefepima, vancomicina, anfotericina B, aminoglicosídeos. Antirretrovirais Nelfinavir, efavirenz, lamivudina, zidovudina. Broncodilatadores Teofilina. Pág. 27 de 36 Imunossupressores Tacrolino. Quimioterápicos Metrotexato. As técnicas analíticas empregadas são as cromatográficas, principalmente a cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC, CLAD ou CLAE), ounão cromatográficas, como a espectrofotometria, a fotometria de chama, a espectrofluorimetria, o imunoensaio monoclonal ou policlonal (radioimunoensaio, enzimaimunoensaio e imunoensaio de fluorescência polarizada). A escolha do método analítico depende, portanto, da rapidez necessária para a emissão do resultado e/ou da seletividade necessária para a determinação do fármaco na matriz biológica. Principais fatores de erros na monitoração terapêutica: – Amostragem. – Erro de medicação. – Diferente biodisponibilidade das formulações farmacêuticas. – Método analítico não validado. – Variáveis relacionadas ao paciente. – Variáveis relacionadas ao medicamento. Figura 10 – Tipos de drogas. Fonte: shutterstock/FabrikaSimf/ Pág. 28 de 36 Monitoração de farmacodependência Visa monitorar a exposição às drogas de abuso de colaboradores em ambientes de trabalho e a abstinência em pacientes sob tratamento. As análises toxicológicas, neste caso, destinam-se a identificar a exposição às drogas (lícitas ou ilícitas), independentemente das características ligadas ao tipo de consumo (uso, abuso ou dependência). As análises são compostas por duas etapas: a de triagem e a de confirmação. Normalmente, as amostras de escolha são urina, sangue e ar exalado. Mais recentemente, também é utilizada a saliva, o suor, o cabelo e os pelos. Nesses casos, assim como nas análises forenses, torna-se necessária a instituição de cadeia de custódia, que permite o registro e controle de todas as etapas envolvidas com a amostra, desde a sua coleta até sua destruição. Outra característica dessas análises é a necessidade de, na amostragem obter-se material suficiente para a contraprova (o material fica retido no laboratório para eventual reanálise). Na fase de triagem, devem ser utilizadas técnicas de fácil execução, se possível que dispensem a preparação da amostra e apresentem resultados rápidos, de baixo custo e com sensibilidade e especificidade compatíveis com o objetivo. As técnicas mais empregadas são as imunológicas. Técnicas cromatográficas, como a cromatografia em camada delgada (CCD ou TLC), também podem ser aplicadas. Existem, ainda, testes rápidos, que geralmente são os testes imunocromatográficos. Pág. 29 de 36 Figura 11 – Teste rápido para análise de drogas. Fonte: <http://pt.made-in-china.com/co_gv-medic/product_Drug-Test-One-Step- AMP-Urine-Drug-Rapid-Test-Colloidal-Gold-_eoshruorg.html>. Os métodos de confirmação devem possibilitar a identificação inequívoca das substâncias pesquisadas. Os mais recomendados para a identificação são as técnicas cromatográficas acopladas à espectrometria de massa (EM ou MS). Para a interpretação dos resultados, é necessário o conhecimento da toxicocinética da substância. Entre os fatores que interferem na toxicocinética estão características físico-químicas da droga, frequência e tempo de uso e grau de pureza da droga, principalmente no caso das ilícitas. A aceitação de um resultado positivo nessa análise pode diferir conforme o contexto no qual foi obtido. Da mesma forma, o resultado negativo indica apenas que não houve contato recente com a droga. Análises de contaminantes em alimentos Apresentam como objetivos principais determinar os níveis de contaminantes e as suas possíveis causas de elevados níveis. Além dos constituintes naturalmente presentes e dos aditivos utilizados com um propósito específico, existem também xenobióticos. Contaminante é qualquer substância indesejável presente no alimento. Pág. 30 de 36 Quadro 13 – Xenobióticos em alimentos. Fonte: Elaborado pela autora. O Ministério da Agricultura e Abastecimento controla, por meio de laboratórios credenciados, os contaminantes dos alimentos. Link CURIOSIDADES 1 – O mercado das drogas na Colômbia é avaliado em 10 bilhões de dólares. 2 – Trinta e um por cento das mortes de estrelas do rock estão relacionadas ao uso de drogas e álcool. 3 – Na Holanda, existem instituições públicas que testam a ‘segurança’ de drogas como a maconha, cocaína e ecstasy. Obviamente, os profissionais não garantem que você não sofrerá com os efeitos conhecidos da droga, mas alertam sobre a presença de qualquer substância estranha. – A posse e o tráfico de drogas são passíveis de pena de morte em Singapura. Fonte: DrugFacts Pág. 31 de 36 Análises de contaminantes ambientais As análises ambientais visam o controle dos níveis de contaminantes para prevenir ou minimizar danos à população. Podem também ser utilizadas para auxiliar na tomada de decisões após acidentes ambientais, bem como para acompanhar a eficácia de processos de remediação de ambientes contaminados. As amostras para análise podem ser de ar, água, sedimentos e solo. Na identificação e quantificação de analitos, empregam-se frequentemente as técnicas cromatográficas, sendo que, para a análise de metais, emprega-se a espectrofotometria de absorção atômica. Figura 12 – Tubos usados para testes em laboratório. Fonte: shutterstock/Macrovector/. Atualmente, as análises ambientais também se preocupam com os contaminantes emergentes, que, muitas vezes, estão em baixíssimas concentrações: retardantes de chama bromados (PCBs), desreguladores endócrinos (ex.: DDT, dioxinas, furanos), derivados do 2-fenilbenzotriazol, compostos perfluorados, compostos de uso pessoal (ex.: fármacos, componentes de cosméticos, suplementos alimentares) e ésteres de ftalato. Pág. 32 de 36 APLICAÇÕES DAS ANÁLISES TOXICOLÓGICAS: ARTIGOS CIENTÍFICOS Determinação de fenol urinário por cromatografia em fase gasosa em trabalhadores que utilizam resinas fenólicas em fundições. Brazilian Journal of Pharmaceutical Sciences. v. 42, n. 2, abr./jun.2006. Fonte: Disponível em: <http://www.scielo.br/pdf/rbcf/v42n2/a14v42n2.pdf>, acesso em: 22 jan. 2017. Resumo: O fenol é utilizado na indústria como agente desinfetante no preparo de resinas fenólicas e pigmentos de tintas. Apresenta-se no estado sólido à temperatura ambiente, com coloração fracamente rósea, odor acre e higroscópico. Na exposição ocupacional aguda o composto pode levar a lesões eritematosas e, cronicamente, afetar a maturação celular no compartimento medular ósseo em virtude da formação de quinonas livres e 1,4-benzoquinona, proveniente do metabolismo hepático da hidroquinona via CYP2E1. A monitoração biológica possui relevância nas situações de exposições ocupacionais. Para tal, utiliza-se o fenol urinário, considerado bioindicador de exposição a este composto. O objetivo do presente trabalho foi validar uma técnica de extração líquido- líquido para quantificar o fenol urinário, por meio da cromatografia em fase gasosa com detector de ionização por chama (CG/DIC) em urina de trabalhadores expostos ao fenol em fundições. O método mostrou-se linear de 5 a 200 µg/mL; coeficiente de regressão linear (r2) de 0,999; limites de detecção e quantificação 2,0 e 5,0 µg/mL, respectivamente; precisão intra-ensaio entre 4,5% e 8,9% e inter-ensaio entre 5,7% e 14,2%; exatidão entre 6,2% e 11,9% e recuperação superior a 87%. O método demonstrou ser simples e rápido. Amostras provenientes de trabalhadores expostos ao fenol foram analisadas comprovando a aplicação da técnica na monitoração biológica. Avaliação do ácido trans, trans-mucônico urinário como biomarcador de exposição ao benzeno. Revista de Saúde Pública, v. 37, n. 6, p. 780-5, 2003. Fonte: Disponível em: <http://www.scielosp. org/pdf/rsp/v37n6/18022.pdf>, acesso em: 22 jan. 2017. Resumo: Objetivo Avaliar o uso do ácido trans, trans-mucônico urinário como biomarcador na monitoração da exposição ocupacional ao benzeno. Métodos Pág. 33 de 36 Foi estudado o comportamento do ácido trans, trans-mucônico em amostras de urina de indivíduos expostos (N = 36) e não expostos (N = 116) ocupacionalmente ao solvente. A concentração urinária do ácido foi determinada por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência. A amostra foi constituída de indivíduosexpostos ao benzeno em uma refinaria de petróleo localizada em Belo Horizonte, MG. Foram empregados os testes estatísticos não paramétricos de Kruskall-Wallis, Mann Witney e de correlação de Spearman, ao nível de significância de 0,05%. Resultados A exposição média ao benzeno dos trabalhadores selecionados foi de 0,15±0,05 mg/m3 (0,05 ppm) o que resultou em um valor médio do metabólito urinário de 0,19±0,04 mg/g de creatinina. A faixa de referência do ácido trans, trans-mucônico no grupo não exposto variou de 0,03 a 0,26 mg/g de creatinina (média de 0,10±0,08 mg/g de creatinina). Foi encontrada uma diferença significativa entre os níveis de ácido trans, trans-mucônico do grupo exposto e não exposto. Entretanto, não houve correlação entre os níveis do metabólito urinário e do benzeno no ar. Foi observada a correlação entre ácido trans, trans-mucônico e hábito de fumar no grupo de indivíduos expostos. A ingestão de álcool num período de até 48 horas antes da coleta das amostras não mostrou interferir nos níveis do metabólito nos dois grupos estudados. Foi observada a correlação entre ácido trans, trans-mucônico e idade (faixa etária de 18 a 25 anos) no grupo de não expostos. Conclusões Os resultados obtidos evidenciaram a importância de ser mais bem avaliada a influência do hábito de fumar e da faixa etária do trabalhador nos níveis urinários do ácido trans, trans-mucônico. Cafeína: revisão sobre métodos de análise. Química Nova, v. 30, n. 1, p. 99-105, 2007. Fonte: Disponível em: <http://www.scielo.br/pdf/qn/v30n1/20.pdf>, acesso em: 22. jan. 2017. Resumo: Gravimetric and Bailey-Andrew methods are tedious and provide inflated results. Spectrofotometry is adequate for caffeine analysis but is lengthy. Gas chromatography also is applied to the caffeine analysis but derivatization is needed. High performance liquid chromatography with ultraviolet detection (HPLC-UV) and reversed phase is simple and rapid for xanthine multianalysis. In HPLC-UV- gel permeation, organic solvents are not used. HPLC-mass spectrometry provides an unequivocal structural identification of xanthines. Capillary electrophoresis is fast and the solvent consumption Pág. 34 de 36 is smaller than in HPLC. Chemometric methods offer an effective means for chemical data handling in multivariate analysis. Infrared spectroscopy alone or associated with chemometries could predict the caffeine content in a very accurate form. Electroanalytical methods are considered of low cost and easy application in caffeine analysis. Acesse o Anexo 2 e conheça exemplos de aplicações das análises toxicológicas ACONTECEU Segundo informação da ONU do ano de 2016, quase 200 mil pessoas morrem anualmente devido ao uso de narcóticos ilegais. Fonte: Correio Braziliense. Fonte: <http://misteriosdomundo.org/>. CONCLUSÃO: Toxicologia é um tipo de ciência que estuda a natureza e os meios das intoxicações nos organismos vivos. Tem como objetivo analisar os efeitos adversos das substâncias químicas sobre os organismos. Pág. 35 de 36 GLOSSÁRIO Cromatografia: é uma técnica quantitativa que tem por finalidade geral a identificação de substâncias e a separação-purificação de misturas. Fonte: <https://pt.wikipedia.org/wiki/Cromatografia>. Doping: dopagem bioquímica ou simplesmente dopagem é a utilização de substâncias proibidas no desporto que podem tornar o atleta mais forte e rápido sendo considerado uma espécie de trapaça e proibido em torneios e campeonatos, por promoverem o aumento ilícito do rendimento do atleta, humano ou animal. Fonte: <https://pt.wikipedia.org/wiki/Dopagem_bioqu%C3%ADmica>. Espectrofotometria: é o método de análises óptico mais usado nas investigações biológicas e físico-químicas. Fonte: <https://pt.wikipedia.org/wiki/Espectrofotometria>. Fármaco: substância química de estrutura conhecida que se destina ao benefício do organismo receptor. Veneno : qualquer substância, preparada ou natural, que por sua atuação química é capaz de destruir ou perturbar as funções vitais de um organismo. Fonte: Google. Volume de distribuição: indica a extensão da distribuição de uma substância. Analitos: é uma substância ou componente químico, em uma amostra, que é alvo de análise em um ensaio. Fonte: <https://pt.wikipedia.org/wiki/Analito>. Pág. 36 de 36 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BRASIL. Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA). Resolução nº 899, de 29 de maio de 2003. Guia para validação de métodos analíticos. D.O.U, 02 jun. 2003. BRASIL. Ministério do Trabalho. Portaria nº 24. Norma Regulamentadora nº 7: Programas de Controle Médico de Saúde Ocupacional. D.O.U, 30 dez. 1994. MOREAU, R. L. M.; SIQUEIRA, M. E. P. B. Toxicologia analítica. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2008, 318 p. OGA, Seizi, Fundamentos de Toxicologia. 4ª ed. São Paulo: Atheneu, 2014. 685 p.
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