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UUNNIIVVEERRSSIIDDAADDEE FFEEDDEERRAALL DDEE SSAANNTTAA CCAATTAARRIINNAA CCEENNTTRROO TTEECCNNOOLLÓÓGGIICCOO DDEEPPAARRTTAAMMEENNTTOO DDEE EENNGGEENNHHAARRIIAA SSAANNIITTÁÁRRIIAA EE AAMMBBIIEENNTTAALL FFLLOORRIIAANNOOPPOOLLIISS,, MMAARRÇÇOO DDEE 22000055.. IINNTTRROODDUUÇÇÃÃOO ÀÀ TTOOXXIICCOOLLOOGGIIAA AAMMBBIIEENNTTAALL Introdução à Toxicologia Ambiental Professor William Gerson Matias 2 PPRROOFF.. DDRR.. WWIILLLLIIAAMM GGEERRSSOONN MMAATTIIAASS IINNTTRROODDUUÇÇÃÃOO ÀÀ TTOOXXIICCOOLLOOGGIIAA AAMMBBIIEENNTTAALL Introdução à Toxicologia Ambiental Professor William Gerson Matias 3 ÍÍNNDDIICCEE 11.. Generalidades sobre Toxicologia.............................................. 04 22.. Mecanismos das Intoxicações.................................................... 08 33.. Metabolismo e Biotransformação.............................................. 11 44.. Toxicocinética Ambiental............................................................. 16 55.. Princípios de Ensaios utilizados em Toxicologia Ambiental... 19 66.. Toxicologia Global........................................................................ 24 77.. Toxicologia Específica................................................................. 28 88.. Princípios de Ecotoxicologia................................................................. 36 Referências Bibliográficas......................................................... 40 Introdução à Toxicologia Ambiental Professor William Gerson Matias 4 11..11 EETTIIMMOOLLOOGGIIAA "TO PHARMACON" significa, em grego, toda substância que altera a natureza de um corpo, toda droga salutar ou malfeitora. A palavra "pharmacon" deve ser associada etimologicamente a "toxos", que significa, primitivamente, o conjunto de arco e flecha. Na antigüidade, essas flechas eram quase sempre envenenadas. Foi Aristote de Stagire, o precedente de Alexandre o Grande, que primeiramente mencionou o termo "toxicon pharmacon" , significando flecha envenenada. Com o passar dos séculos esta expressão sofre degradações lingüisticas. O significado do adjetivo pharmacon (envenenamento) se aproxima pouco a pouco do nome toxicon (flecha) e, segundo a lei geral clássica de contração que rege todas as linguagens, a expressão “toxicon pharmacon” tornou-se, toxicon simplesmente com o significado não de flecha, mas de TÓXICO. 11..22 TTOOXXIICCOOLLOOGGIIAA -- CCIIÊÊNNCCIIAA AAPPLLIICCAADDAA A toxicologia é a ciência dos venenos (toda substância que destrói ou altera as funções vitais). Ela não é uma ciência pura como a matemática, a física; nem uma ciência descritiva como a botânica ou a zoologia; é uma ciência aplicada, não possui técnicas próprias e, por este motivo, é obrigada a utilizar as técnicas de outras ciências. É uma fragilidade para esta disciplina, mas é também um grande ponto a favor, pois obriga o profissional que trabalha com a toxicologia a ter uma formação multidisciplinar. Segundo Chasin e Pedrozo (2003), esta ciência engloba uma multiplicidade de enfoques e integra uma série de conhecimentos que reforça seu caráter multidisciplinar e faz com que haja um aporte de capacitações e tecnologias que integram a construção de seu conhecimento. Segundo os mesmo autores, com base em Loomis (1996), a natureza multidisciplinar da toxicologia pode ser representada conforme a figura 1. CCAAPPÍÍTTUULLOO 11 GGEENNEERRAALLIIDDAADDEESS SSOOBBRREE AA TTOOXXIICCOOLLOOGGIIAA Introdução à Toxicologia Ambiental Professor William Gerson Matias 5 Figura 1: Representação da natureza multidisciplinar da toxicologia. A toxicologia tem por objetivo estudar os diversos problemas ligados aos tóxicos tanto sobre o plano analítico, como do ponto de vista fisiológico e bioquímico. Toda pesquisa por via analítica de substâncias químicas nocivas, presentes em diversos meios ou no interior de organismos vivos, tem relação com esta disciplina. Mas o termo toxicologia designa também o conjunto de investigações destinadas a avaliar a toxicidade dos poluentes sobre os seres vivos. Truhaut (1974) definiu a toxicologia como a disciplina que estuda as substâncias tóxicas ou venenos, quer dizer às substâncias que provocam alterações ou perturbações das funções do organismo conduzindo a efeitos nocivos no qual o mais grave, de toda evidência, é a morte do organismo em questão. Outros autores delimitam de maneira muito mais restrita o campo de ação da toxicologia. O’Brein (1977) reserva o uso deste termo ao estudo dos mecanismos pelo qual as substâncias tóxicas exercem seus efeitos. Consideramos os meios técnicos que subsidiam esta disciplina os aspectos analíticos da toxicologia e mesmo as avaliações de efeitos tóxicos imediatos, sendo o estudo dos mecanismos de ação tóxico a escala molecular, celular e de organismos inteiros, o mais adequado. 11..33 DDEEFFIINNIIÇÇÃÃOO DDEE VVEENNEENNOO EE SSUUBBSSTTÂÂNNCCIIAASS TTÓÓXXIICCAASS Veneno e substâncias tóxicas são palavras chave da toxicologia, também substituídas por xenobiótico. Chamamos de veneno toda substância susceptível de alterar em qualquer de suas partes a estrutura ou funcionamento do organismo. Se um veneno mata ou altera parte ou totalidade de um organismo, pouco importa, o essencial é o limite fisiológico onde duas partes são consideradas: - a célula viva, e - a substância incriminada. A célula é submetida a dois processos opostos: um o catabolismo destrutivo, liberador de dejetos, o outro o anabolismo construtivo que necessita uma contribuição alimentar. As reações químicas complexas que se efetuam ao curso dessas operações liberam a energia necessária à vida celular. Desde que se tenha harmonia entre o anabolismo e o catabolismo, a vida continuará e o equilíbrio vital que podemos relacionar matematicamente a uma constante biológica será a relação desses dois fatores. Mas uma constante é, apesar de tudo, algo que varia. Assim, quanto mais esta constante oscilar nos T O X I C O L O G I A física química bioquímica biologia patologia farmacologia imunologia fisiologia saúde pública estatística matemática Introdução à Toxicologia Ambiental Professor William Gerson Matias 6 limites precisos e funcionais; mais o valor desta constante se aproxima do limite de tolerância máximo, e mais a vida celular será comprometida (figura 2). Figura 2: Esquema do equilíbrio vital. 11..44 NNOOÇÇÃÃOO DDEE DDOOSSEE Uma definição importante para a toxicologia é a dose. Dose provém do grego dósis, ação de dar; aquilo que se dá; o que pode ser dado (Baily, 1950 e Machado, 1977). Expressa a porção ou quantidade de uma substância que se administra ao organismo. Trata-se da noção de quantidade, relação existente entre o volume da substância administrada e o peso do organismo que o absorve. A dose é expressa por duas quantidades de massa, como por exemplo: mg/Kg ou mL/Kg. Paracelsus foi um médico suíço que viveu entre 1493 e 1541, ele postulou um dos princípios básicos da toxicologia, válido até hoje: "todas as substâncias são venenosas; a dose correta diferencia o veneno do remédio". Alguns exemplos que ilustram esta noção: - o cloreto de sódio: utilizado em quantidades normal não causa efeitos nefastos; contudo, o consumo de alimentos hiper-salgados causa os primeiros sintomas de intoxicação, vômitos; DEJETOS Intoxicação ORGANISMO ANABOLISMO CATABOLISMO EQUILÍBRIO VITAL Fisiológico Patológico Patológicoenergia Intoxicação por aporte excessivo Intoxicação por eliminação suficiente Transformação e transporte dos dejetos Limites de variação da constante Transformação e transporte dos alimentos ALIMENTOS Micróbios Toxinas Químicos Auto intoxicação Introdução à Toxicologia Ambiental Professor William Gerson Matias 7 - a água: é o mais importante alimento para o organismo. Ela constitui 75% das partes moles de nossos tecidos. Mas, a absorção de uma massa importante de água pode acarretar desordens graves, como a lise celular; - o oxigênio: se a água é o liquido essencial a vida, o oxigênio é o gás que deve ser inalado a concentração de 1/5. A respiração de oxigênio puro encurta a vida, gerando radicais livres. Desses três exemplos, escolhidos entre os alimentos estritamente indispensáveis a vida, percebe-se que na realidade aquilo que chama-se comumente de veneno, pode ser uma substância que normalmente faz parte integral da alimentação, mas que causa desordens graves quando ela penetra no organismo a dose excessivas ou de forma repetida. Neste contexto compreende-se a importância do entendimento da noção dose.