avaliação da toxicidade

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Profa Janete Eliza de Sá Soares 1 
Avaliação da 
Toxicidade 
Toxicologia II 
Departamento de Farmácia 
FFOE 
UFC 
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 Considerações Gerais: 
 
 Sustância química  agente tóxico. 
 Limite de tolerância (LT). 
 Interação entre agente químico e organismo vivo 
(idade e condições de saúde do organismo)  
efeito tóxico tecidual ou celular. 
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Avaliação da Toxicidade 
 Considerações Gerais 
 
 Dano ou efeito adverso  alteração 
anormal, indesejável ou nociva: 
Morte 
 no consumo de alimento 
 no peso corpóreo ou de órgãos 
 anátomo-patológicas 
 nos níveis enzimáticos 
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 Considerações Gerais: 
 
 HOMEOSTASIA  dificuldade de distinção 
entre efeito adverso (efeito patológico) e a 
adaptação (efeito fisiológico). 
 DOSE: administrada  ou  absorvida  
toxicocinética e  vias de exposição. 
 DOSAGEM. 
 CONCENTRAÇÃO. 
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Avaliação da Toxicidade 
 Fatores que mais influenciam a toxicidade 
em relação a um local específico: 
 
 Duração e frequência de exposição. 
Freqüência de exposição ao Agente tóxico 
(Casarett) 
Classificação Período 
Aguda 24 horas 
Subaguda ≤ 1 mês 
Subcrônica 1 a 3 meses 
Crônica ≥ 3 meses 
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Avaliação da Toxicidade 
 Fatores que mais influenciam a toxicidade 
em relação a um local específico: 
 
 Via de administração: 
 
 Exposição aguda: intraperitonial, intravenosa, e 
injeção subcutânea; intubação oral; e aplicação 
dérmica; inalação (contínua por 4 horas). 
 
 Exposições repetidas (subaguda, subcrônica e 
crônica): qualquer via (preferência é a oral através 
de alimento, seguida da via inalatória). 
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 Relação dose-resposta ou concentração-resposta: 
 
 Decreve a relação entre as características de exposição e o 
espectro de efeitos tóxicos. 
 Curva gaussiana teórica e curva sigmóide. 
 Mortalidade ou outro efeito tóxico após a exposição a 
dose/conc. da substância testada. 
 Serve para calcular vários índices: DL50 ou CL50, a dose ou 
concentração limite (mín. p/ produzir uma resposta 
detectável), NOEL (dose em que não se observam efeitos 
tóxicos). 
 Índices  classificar e comparar a toxicidade entre as 
substâncias. 
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Avaliação da Toxicidade 
Dose ou Concentração 
 
Representação hipotética da relação frequência-resposta através da 
administração de um agente químico a uma população uniforme de espécimes 
biológicos. 
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Dose ou concentração (escala logarítmica) 
Relação hipotética doses-resposta para um medicamento administrado 
a uma população uniforme de animais. Cada ponto representa a 
resposta de um animal. 
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 Efeito da morfina em camundongos: postura 
anormal da cauda e das extremidades 
 
 
 
 
 
Porte normal Porte anormal 
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 Relação dose-freqüência: 
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Dose ou concentração (escala linear) 
 
Curvas doses-resposta hipotéticas para agentes químicos (A e B) 
administrados a uma população uniforme de espécimes biológicos 
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Dose ou concentração (escala linear) 
 
Curvas doses-resposta hipotéticas para agentes químicos (C e D) 
administrados a uma população uniforme de espécimes biológicos 
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Avaliação da Toxicidade 
 Dose ou concentração (escala logarítmica) 
 
Curvas doses-resposta hipotéticas para agentes químicos (G, F e E) 
administrados a uma população uniforme de espécimes biológicos 
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Avaliação da Toxicidade 
 Dose ou concentração (escala logarítmica) 
 
Curvas doses-resposta hipotéticas correspondente a um medicamento administrado 
a uma população uniforme de espécimes biológicos. Curva A representa o efeito 
terapêutico (por exemplo anestesia) e curva B o efeito letal. 
 Índice terapêutico: 
 
 DL50/DE50 
ou 
 DL1/DE99 
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 Tipos de Testes Toxicológicos: 
 
 Fármacos: triagem farmacológica  testes de toxicidade. 
 Agentes químicos  testes de toxicidade. 
Testes toxicológicos: 
 Informações preliminares 
 Curva dose/conc.-resposta 
 Toxicidade aguda, sub-crônica e crônica 
 Toxicocinética 
 Mutagênese e carcinogênese 
 Reprodução e teratogênese 
 Efeitos locais sobre a pele e olhos 
 Sensibilidade cutânea 
 Ecotoxicidade 
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 Princípios para testes toxicológicos em 
animais: 
 
 Efeitos produzidos pela substância no animal 
de laboratório deve ocorrer no homem. 
 Exemplo: tetracloreto de carbono: homem 
(hepatoxico), frangos (não hepatóxico). 
 
 Exposição de animais a  doses de um agente 
químico  descobrir efeitos danosos no 
homem. 
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 Informações preliminares da substância: 
 Quimicamente caracterizada. 
 Impurezas conhecidas quali e quantitativamente: TCDD 
(tetraclorodibenzodioxina) com DL50 = 25-50 mcg/Kg, impureza 
do praguicida pentaclofenol (DL50, VO, = 150-200 mg/Kg). 
 Propriedades físico-químicas. 
 Níveis de exposição da população à substância. 
 Ajudam a predizer a mobilidade da substância ambiente. 
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Avaliação da Toxicidade 
 
 Toxicidade Aguda: 
 
 Quantidade de animais mortos. 
 Observar o início, a natureza e duração da 
intoxicação. 
 Observações clínicas. 
 Exames anátomo-patológicos. 
 
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 Toxicidade Aguda: 
 
 Dose única ou múltipla em 24 horas. 
 Via Oral (VO) e outras. 
 Objetiva caracterizar a relação dose-resposta que 
conduz ao cálculo da DL50 ou CL50. 
 Delinear o estudo de toxicidade sub-crônica. 
 
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 DL50 ou CL50: 
 
 Fazer referência à via de exposição, aos excipientes, à 
espécie animal utilizada. 
 Obtenção da curva: resposta devida à administração da 
substância, relacionada com a dose ou conc., avaliadas por 
métodos quantificáveis e expressando exatamente a 
toxicidade. 
 Desvantagens da informação apenas da DL50 ou CL50: 
sem informação sobre a curva de origem, grande nº de 
animais, dose/conc. limites  para substâncias com  DL50 
ou CL50 (mecanismos de ação diferentes). 
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 DL50 : 
 
 Em geral, ratos albinos ≥ 10 por dose. 
 Mínimo de 4 doses crescentes. 
 Menor dose: nenhuma morte. 
 Maior dose: 100% de mortes. 
 Temperatura: 22 ± 3º C. 
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 DL50 : 
 
 Dose (dosagem): mg/kg em peso corpóreo, ou por 
cm2 de área de superfície corpórea. 
 Intervalo válido: 1-5000 mg/kg de pc. 
 Ou limite máximo: 2000mg/kg de pc. 
 Interferentes na determinação da DL50: variáveis 
concernentes aos animais, às substâncias e às 
instalações, além dos fatores periódicos. 
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Variáveis interferentes da DL50 relativas aos (às) 
Animais Espécie, linhagem, idade, sexo, estado 
nutricional, estados patológicos. 
Substâncias Via, veículo, volume, velocidade de 
administração. 
Instalações Tipo de gaiola, temperatura ambiente, 
umidade relativa do ar. 
Fatores 
periódicos 
Duração do período de adaptação, ciclo 
dia e noite, qualidade da ração animal. 
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Toxicidade aguda oral do carbaril em 
diferentes animais 
Animais DL50 (mg/kg) 
Cobaia 280 
Camundongo 360-590 
Rato 540-720 
Coelho 710 
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DL50 Condições 
Via Oral Teste de 2 semanas. 
Via Dérmica 
Teste de 2 semanas. 
Aplicação no dorso do 
animal. 
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CL50 Condições 
Via 
Respiratória 
 
Curto prazo:  concentrações por 
4 horas. 
Exposições repetidas: exposição 
diária de 6 horas durante 28 dias. 
Temperatura: 22 ± 3º C. 
Substância com diâmetro ≤ 3 m. 
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CL50 
Unidade 
mg/m3 ou 
ppm 
mg/m3 = ppm  MM / 24,45* 
 
ppm = mg/m3  24,45*/ MM 
 
* Volume (L) de 1g da substância 
a 25º C em 1 atm. 
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Classificação de toxicidade* 
Classificação 
DL50 (mg/kg de pc, 
VO em ratos) 
Muito tóxico menor que 25 
Tóxico de 25 a 200 
Nocivo 200  x ≤ 2000 
Comunidade Européia (OGA, 2008) 
 
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Contaminantes Ambientais 
Classificação CL50 (ppm, 4 horas) 
Extremamente tóxicos x ≤ 50 
Altamente tóxicos 50  x ≤ 100 
Moderadamente tóxicos 100  x ≤ 1000 
Pouco tóxicos 1000  x ≤ 10.000 
Praticamente atóxicos x  10.000 
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 Teste de dose fixa: 
 
 Substituindo a DL50 ou CL50. 
 Dose fixa específica, 14 dias de observação, em 10 
animais (5 machos e 5 fêmeas). 
 Correlação entre as doses de 5, 50 e 500 mg/kg de 
pc por VO com toxicidade sem morte, e as DL50 da 
classificação de toxicidade da Comunidade Européia: 
80-90% dos compostos correspondente. 
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 Teste de dose fixa: 
 
 
500 mg/kg de pc (VO) em ratos 
Sem sinal 
de 
toxicidade 
sinal de 
toxicidade 
sem morte 
Sem classificação  
 Nociva toxicidade 
com morte 
50 mg/kg de pc (VO) em ratos 
toxicidade com morte sinal de toxicidade 
sem morte 
 Tóxica 
5 mg/kg de pc (VO) em ratos sinal de toxicidade 
e ou morte 
 Muito 
 tóxica 
 
Testar 2000 mg/kg 
de pc (VO) em ratos 
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Avaliação da Toxicidade 
  Toxicidade Subcrônica: 
 
 21 - 90 dias. Pelo menos em 2 espécies, sendo uma não-
roedora. Pelo menos 3 doses. Pelo menos um exame diário. 
 Muitas vezes único teste com doses repetidas. 
 Objetiva: observar os efeitos tóxicos, identificar e caracterizar 
os órgãos afetados e a severidade da intoxicação pós-
exposição, reversibilidade dos efeitos, acúmulo da substância 
ou não. Delinear o estudo de toxicidade crônica. 
 Avaliações hematológicas e bioquímicas do sangue, exames 
de urina: início, meio e final do teste. 
 No final avaliação: anátomo-patológica. 
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Avaliação da Toxicidade 
 
 Toxicidade Crônica: 
 
 Mais de 90 dias. Pelo menos em 2 espécies. 50 
animais para cada dose e sexo. Pelo menos 3 
doses. Pelo menos um exame diário. 
 Objetiva: também investigar efeitos 
carcinogênicos, mutagênicos e teratogênicos. 
 Avaliações hematológicas e bioquímicas do 
sangue, exames de urina: início, aos 6 meses e 
final do teste. 
 No final avaliação: anátomo-patológica. 
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 Toxicidade Crônica: toxicidade acumulada 
de um agente tóxico 
 
Curto 
Prazo 
Mín. de 3 doses diárias, por via oral, 
dérmica e respiratória por 28 dias. 
Maior dose ≤ dose c/ 10% de 
mortes. Menor dose sem sinais e 
sintomas. 
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 Toxicidade Crônica: 
 
Médio 
Prazo 
 
Período de tempo ≤ 10% da vida média 
do animal. Via oral e respiratória, 3 
meses a 1 ano. Via dérmica, período 
menor. Mín. de 3 doses diárias. 20 
animais por dose (10 machos e 10 
fêmeas). Maior dose  permita 
observações histológicas e dos 
parâmetros bioquímicos. 
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 Toxicidade Crônica: 
Longo 
Prazo 
 
Período de tempo mín. de 1 ano. Via 
oral preferível. Via respiratória, 
contínua ou intermitente. 40 animais 
por dose testada. Maior dose  
permita observações histológicas e 
dos parâmetros bioquímicos (renal e 
hepático). 
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Exposição ao agente tóxico e efeitos (Casarett) 
Exposição aguda Exposição crônica 
Efeito tóxico agudo 
(imediato) 
Efeito tóxico crônico 
Efeito tóxico similar a 
exposição crônica 
Efeito tóxico similar a 
exposição aguda 
Ex.: Manifestação tóxica aguda primária do benzeno = 
depressão do SNC. 
Exposição crônica ao benzeno = leucemia. 
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Avaliação da Toxicidade 
 
 Estudos de mutagênese e carcinogênese: 
 
 Mutagênese:  no material genético das células, 
transmitidas às novas células durante a divisão. 
 
 Teste in vitro de mutagênese: cepas mutantes de 
Salmonella typhimurium (sem fosforibosil ATP sintetase 
que produz a histidina). Uso de meio de reação de 
suspensão de microsssoma hepático de rato. 
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Avaliação da Toxicidade 
 
 Estudos de mutagênese e carcinogênese: 
 
 Teste in vivo de mutagênese: observação de danos aos 
cromossomas de células da medula óssea em 
metáfase, aparecimentos de micro-núcleos de linfócitos 
de sangue periférico e teste do dominante letal. 
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Avaliação da Toxicidade 
 
 Estudos de mutagênese e carcinogênese: 
 
 Carcinogênese: mecanismos genotóxicos 
(mutagênese), e não genotóxicos (citotoxicidade com 
regeneração, junto com  da síntese de DNA, 
desbalanços hormonais, imuno-supressores e 
promotores da expressão de oncogenes). 
 
 Uso da maior dose tolerada: período de vida média do 
animal não leve a morte e com  de peso  10 %. 
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Avaliação da Toxicidade 
 
 Estudos de desenvolvimento, teratogênese e 
reprodução: 
 
 Teratogênese:  entre a concepção e o nascimento. 
 Avaliação da fertilidade e desempenho na reprodução, 
potencial teratogênico, toxicidade peri- e pós-natal e efeitos 
sobre o sistema reprodutor. 
 Altas doses no período da organogênese: 
TERATOGÊNESE. 
 Doses menores durante a gestação: EMBRIOTOXICIDADE 
ou FETOTOXICIDADE. 
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 Estudos de toxicocinética: 
 
 A abrangência. 
 As diferenças entre os diversos animais testes e o 
homem. 
 
 Estudos de efeitos locais sobre a pele eolhos: 
 
 Abrangência: cosméticos e exposições acidentais. 
 Animais: coelho e cobaia. 
 Parâmetros: eritema, escara, edema e corrosão. 
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Avaliação da Toxicidade 
 
 Estudos de sensibilidade cutânea: 
 
 Quando houver possibilidade de contatos repetidos 
com a pele. 
 
 Animais: coelho e cobaia. 1 -2 semanas com doses 
repetidas da substância. 2-3 semanas após a última 
exposição: aplica-se dose não irritante e observa-se o 
eritema. Cuidado com as impurezas. 
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Avaliação da Toxicidade 
 
 Estudos de sensibilidade cutânea: 
 
 Com ou sem uso adjuvantes: Adjuvante Completo de 
Freund (ACF) = imunopotenciador ou facilitador de 
sensibilização. 
 
 Teste de maximização de Magnusson e Kligmann: ACF 
+ lauril sulfato de sódio (oclusão tópica ou intradérmica). 
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Avaliação da Toxicidade 
 
 Estudos de ecotoxicidade: 
 
 Estudo do efeito tóxico no ecossistema e seus 
componentes. 
 Interações entre as substâncias no ambiente e 
condições climáticas (smog fotoquímico: HC + NOx +  
(UV) + O2  nitratos de peroxiacila);  da temperatura; 
enchentes. 
 Descoberta da biomagnificação. 
Profa Janete Eliza de Sá Soares 49 
Fim 
Profa Janete Eliza de Sá Soares 50 
Avaliação da Toxicidade 
 
Região de 
homeostasia 
Limite para a resposta adversa 
Morte 
Deficiência Toxicidade 
R
e
s
p
o
s
ta
 
Profa Janete Eliza de Sá Soares 51 
Avaliação da Toxicidade 
Identificação do material teste 
Caracterização química 
Revisão da literatura 
Relação estrutura/atividade 
Estudos em animais a curto prazo 
(aguda/ subaguda) 
Toxicoloia Genética in vitro Biotransformação/Farmacocinética 
Toxicidade Subcrônica 
Reprodução/Teratogênese Toxicidade Crônica Oncogênese