Toxicologia Alimentar

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Toxicologia Alimentar
Prof. Doutor Cuinica
lcuinica@unirovuma.ac.mz
UNIVERSIDADE ROVUMA
FACULDADE DE CIÊNCIAS ALIMENTARES E AGRÁRIAS
CURSO DE LICENCIATURA EM CIÊNCIAS ALIMENTARES COM HABILITAÇÃO EM SEGURANÇA ALIMENTAR
Toxicologia
Toxicologia é uma ciência multidisciplinar que tem como objecto de
estudo os efeitos adversos das substâncias químicas sobre
os organismos vivos.
Esta ciência engloba a origem, propriedades físicas e químicas,
associações, efeitos bioquímicos e fisiológicos, mecanismos de
absorção, biotransformação e excreção de agentes tóxicos .
Efeito adverso - É qualquer resposta prejudicial de uma substancia toxica
causada por doses normais ou exageradas. Este efeito pode resultar na lesão
reversível/irreversível de órgãos e na morte do organismo.
O Processo toxicológico esta dividido em dois grandes processos: 
TOXICOCINÉTICA 
TOXICODINÂMICA 
TOXICOCINÉTICA
 TOXICOCINÉTICA
Consiste na transferência do
tóxico desde o local de
aplicação até a corrente
sanguínea.
Absorção do tóxico no organismo
É a fração do tóxico na sua forma activa e
quimicamente inalterada (depois de metabolizado),
que atinge o seu local de acção.
Biodisponibilidade do tóxico
 TOXICOCINÉTICA
A velocidade e extensão da distribuição dependem do fluxo
sanguíneo tecidual, propriedades físico-químicas do tóxico,
características da membrana através da qual será transportado e sua
ligação a proteínas plasmáticas e teciduais.
Distribuição do tóxico no organismo
O tóxico penetra na circulação sistêmica por administração directa
ou após absorção a partir do sítio de aplicação, e distribui-se aos
diferentes tecidos do organismo;
 TOXICOCINÉTICA
Distribuição do tóxico no organismo
 No cérebro a distribuição do tóxico é feita
através da barreira hematoencefálica, ou por
mecanismos de transporte específicos.
 Para atravessar a barreira hematoencefálica o
tóxico deve ser lipossolúvel ou através de
receptores específicos.
Biotransformação do tóxico no organismo
 É a transformação do tóxico em outras substâncias, por meio de
alterações químicas, geralmente sob acção de enzimas inespecíficas.
O fígado é o lugar de excelência para a biotransformação dos tóxicos, devido a sua
diversidade enzimática.
Ocorre principalmente:
 TOXICOCINÉTICA
 Oxidação
 Redução
 Reações hidrolíticas
 Acetilação
 Metilação
 Dessulfurização
 Epoxidação (ligação dupla)
 Desalquilação (O, S, N)
 Transferência de grupo 
oxidativo
 Quebra de ésteres
 Desidrogenção
 Reações de Conjugação.
 Aumento da polaridade dos
tóxicos biotransformados na
fase-I
 Uma superfamília microssômica de
isoenzimas que catalisam a
biotransformação de muitos tóxicos
 Pela adição de um grupo funcional (-OH,
-NH2, -SH, ou -COOH)
Na fase I, o Cit. P450, converte o tóxico lipofílico em um primeiro
metabólito mais polar, através da inserção de um atómo de oxigénio
na forma –OH.
 TOXICOCINÉTICA
Na Fase-II os metabólitos sofrem
a conjugação com pequenas
moléculas endogenas de alta
polaridade formando conjugados
altamentes hidrossolúveis, que
são excretados principalmente
pela urina.
Biotransformação dos tóxicos no organismo
Eliminação dos tóxicos do organismo
Eliminação ou Excreção - É a retirada do tóxico do organismo, seja na
forma inalterada ou em metabólito activo e/ou inactivo. A eliminação
ocorre por diferentes vias e varia conforme as características físico-
químicas do tóxico a ser excretado.
 TOXICOCINÉTICA
Permanência dos tóxicos no organismo
O tempo que um tóxico leva no organismo depende em grande parte
do seu grau de lipossolubilidade. Os tóxicos mais lipofílicos levam
mais tempo no organismo em relação aos mais hidrofílicos.
Meia-vida (T1/2) - É o tempo necessário para que a
concentração plasmática de determinado tóxico seja
reduzida pela metade.
Supondo então que a concentração plasmática atingida por certo
tóxico seja de 100 µg/mL e que sejam necessários 45 minutos para
que esta concentração chegue a 50 µ/mL, a sua meia-vida é de 45
minutos.
Permanência dos tóxicos no organismo
 TOXICOCINÉTICA
TOXICODINÂMIA
Membrana plasmática - É uma estrutura semipermeável (lipofílica),
responsável pelo transporte e seleção de substâncias que entram e saem
da célula.
Funções
 Permeabilidade selectiva, controle da entrada e saída de substâncias da célula, e proteção
das estruturas celulares;
 Delimitação do conteúdo intracelular e extracelular, garantindo a integridade da célula;
 Transporte de substâncias essenciais ao metabolismo celular;
 Reconhecimento de substâncias, através de receptores específicos da membrana.
 TOXICODINÂMIA
Potência do Tóxico: Dose
necessária para produzir 50% da
resposta máxima que o tóxico é
capaz de induzir.
Comparação das curvas dose-resposta 
 O tóxico X possui maior actividade toxicológica por
equivalente da dose, sendo, portanto mais potente do
que os fármacos Y e Z;
 Os tóxicos X e Z possuem a mesma eficácia, indicada
pela resposta máxima alcançada (efeito teto);
 O tóxico Y é mais potente que o Z, porém a sua eficácia
máxima é menor.
 TOXICODINÂMIA
Canais Iónicos 
 TOXICODINÂMIA
 São proteínas de membrana celular que
formam poros aquosos através da bicamada
lipídica, pelos quais passam os iões entre o
meio extracelular e intracelular.
 Estas proteínas ajudam a estabelecer e controlar a
diferença de potencial elétrico (gradiente de
voltagem) através da membrana da célula,
permitindo o fluxo de iões pelo seu gradiente
eletroquímico.
Dependendo do ião que passa pelo canal podem ser classificados em: 
Canais de Na, K, Ca e Cl.
 TOXICODINÂMIA
Cl-
Ca2+
Ca2+
Cl-
Ca2+
Cl-
Potencial da membrana –
é a diferença de potencial
entre o meio intra e
extracelular.
Quando a quantidade de um
ião for a mesma no meio entra
e intracelular a célula morre.
 Nos canais iônicos passa mais o
K+, que o Na+, Ca2+ e Cl-. Devido
ao diâmetro do canal e raio
atômico do ião e sua valência.
 O Na+ atravessa os canais menos
vezes apesar de ter um raio
atomico menor que K+, porque
aparece solvatado e é usado pela
célula para o controle da osmose
(volume hídrico da célula).
Influxo
Efluxo
O efeito da maioria dos Tóxicos resulta da sua interação com componentes
macromoleculares do organismo.
 TOXICODINÂMIA
 Principais alvos para acção dos 
tóxicos
 Receptores
 Canais iônicos
 Proteínas transportadoras
 Enzimas
 Proteínas estruturais
 Sítios de acção - São locais onde as substâncias
endógenas ou exógenas interagem para promover uma
resposta fisiológica.
 TOXICODINÂMIA
 Receptores - São proteínas possuidoras de um ou mais
sítios, que quando activados por substâncias endógenas
ou exógenas, desencadeam uma resposta fisiológica.
Mecanismo geral da acção dos tóxicos
O complexo tóxico-receptor é feito por ligação iônica, pontes de
hidrogênio, forças de Van der Waals ou interações hidrofóbicas.
E em raros casos, é por ligação covalente. Sendo uma ligação muito
forte, os complexos são mais estáveis e o efeito pode ser mais
duradouro ou até irreversível.
 TOXICODINÂMIA
TÓXICO (Sangue) + R (T – R) ACÇÃO EFEITO TÓXICO 
São iões ou pequenas moléculas que se
formam ou libertadas no citosol em resposta a
um sinal extracelular (primeiro mensageiro),
que permitem a condução do sinal até ao
interior da célula (Transdução de sinal).
 TOXICODINÂMIA
Mensageiros secundários ou segundos mensageiros 
 Os mensageiros secundários mais comuns
incluem: Monofosfato cíclico de Adenosina
(cAMP); Monofosfato cíclico de guanosina (cGMP);
Diacilglicerol (DAG); Inositol trifosfato (IP3); Iões
de cálcio (Ca2+) e Cinases.
 TOXICODINÂMIA
A ligação dos tóxicos aos receptores podem ser Agonista ou Antagonista.
AGONISTAS TOTAIS
AGONISTAS PARCIAIS
Quando têm afinidade pelo receptor, e
produzem um efeito máximo.
 Quando têm afinidade pelo receptor, mas só
produzem uma resposta parcial, mesmo
quando todos os receptores estão ocupados
peloagonista.
AGONISTA
Agonista - Quando o tóxico se liga ao receptor e favorece a sua conformação activa.
 TOXICODINÂMIA
Curvas de dose-efeito
Agonista total vs parcial
 TOXICODINÂMIA
Agonista inverso – Tóxico que inibe a actividade
intrínseca do receptor, produzindo efeito contrário ao
do agonista.
Antagonista neutro – Tóxico que apenas bloqueia o
receptor sem gerar efeito.
 TOXICODINÂMIA
ANTAGONISTA - Quando o tóxico impede a ativação do receptor pelo agonista. Possui uma
afinidade pelo receptor, mas não exerce nenhum efeito na ausência do agonista. Atividade
intrínseca igual a zero.
 TOXICODINÂMIA
A. O receptor inativo não-ligado; B. O receptor ativado pelo agonista; C. O antagonista e o
agonista liga-se no mesmo sítio do receptor, porém não ativam o receptor, bloqueia-se o
potencial do agonista; D. O antagonista alostérico liga-se a um sítio distinto do sítio agonista,
porém, impede a ativação do receptor, mesmo se o agonista estiver ligado ao receptor.
 TOXICODINÂMIA
Sinergismo - Quando um tóxico intensifica os efeitos do outro, ou
quando a presença simultânea dos dois tóxicos no organismo
provoca efeito maior do que a soma de seus efeitos isolados.
Sinergismo de adição - Quando o efeito final é igual à soma dos
efeitos dos dois tóxicos isolados. A + B = AB
Sinergismo de potenciação - Quando o efeito final é maior que a
soma dos efeitos individuais. A + B < AB
Variações dependentes da associação dos tóxicos
Atangonismo - Quando um tóxico diminui os efeitos de
outro, inibição ou bloqueio dos seus receptores.
 Um dos casos vantajosos de antagonismo são os antídotos
ou anti-venenos, que são substâncias que se combinam com
outras substâncias tóxicas, inativando-as, e/ou provocando
sua eliminação.
O caso de intoxicação por MeOH, que é inibido por EtOH.
 TOXICODINÂMIA
Toxicidade Aguda e Crónica
Toxicidade aguda - É aquela em que uma dose única ou múltiplas
doses causam efeitos tóxicos imediatos (em 24 horas), ou no decorrer
de alguns dias até duas semanas no máximo.
 Toxicidade aguda é usada para a determinação da relação
dose/resposta que conduz ao cálculo da DL50.
Toxicidade crónica – É aquela resultante de exposição prolongada a
doses repetidas e cumulativas do tóxico, num período acima de três
meses até anos.
Ensaios de toxicidade aguda
Ensaios de toxicidade aguda
Ensaios de toxicidade crônica
Ensaios Pré-
clínicos
Ensaios Pré-
clínicos
Ensaios Pré-
clínicos
Toxicidade dos Alimentos
Citotoxicidade
Citotoxicidade é a propriedade nociva de uma substância
em relação às células.
Citotóxicos são aqueles que tem a
capacidade de lesar ou matar as
células.
Carcinogénese
Hepatotoxicidade
Toxicidade Hepática é um dano no fígado causado
geralmente por substâncias químicas.
Os biomarcadores de lesões
hepáticas são: Alanina
aminotransferase e asparto
aminotransferase.
Causas de Hepatotoxicidade
Hepatotoxicidade
Nefrotoxicidade
Nefrotoxicidade é o
efeito nocivo causado
geralmente por
alguns compostos
químicos nos rins.
Efeitos
 É o desenvolvimento de malformações
congênitas durante o desenvolvimento
embrionário ou na organogênese.
Um agente teratogénico é qualquer
substância química ou organismo que
produz uma alteração na estrutura ou
função da vida embrionária ou fetal.
teratogénicos
Os mecanismos incluem ataque ao DNA e danos celulares;
 Inibição enzimática;
 Interferência com acção hormonal;
Alterações de vias de sinalização do gene;
Espécies recativas de oxigênio;
Danos nas membranas, proteínas e mitocôndrias. 
Os tóxicos podem atravessar as membranas fetais ou extra-
embrionárias e causar malformações.
Este efeito pode causar aborto espontâneo do concepto ou
persistir pela vida da criança, alterando ou não seu estilo de vida,
dependendo da gravidade da malformação dos órgãos.
Prof. Dr. CUINICA