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ToxicologiaToxicologia
TOXICOLOGIA
Ciências Biológicas e Biomedicina
Prof. Dr. William Costa Rodrigues
ToxicologiaToxicologia
Toxicologia 
- Toxidade é a capacidade relativa de uma substância provocar um dano a um 
sistema biológico. Já a toxicologia é o estudo dos efeitos nocivos de substâncias 
estranhas sobre os seres vivos. 
- A toxidade de uma substância é determinada por meio de exaustivos estudos 
envolvendo organismos biológicos e não pode ser determinada diretamente 
utilizando-se os recursos típicos de laboratórios químicos. 
Em geral, os efeitos toxicológicos são estudados mediante a administração 
oral ou injeção das substâncias em animais, observando-se como a saúde deles 
é afetada.
Estudos epidemiológicos são diferentes. Eles derivam de pesquisas realizadas 
com grupos de indivíduos específicos expostos a determinados poluentes, em 
função de seu local de moradia ou seus hábitos de consumo.
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ToxicologiaToxicologia
Por que são necessários conhecimentos básicos de 
toxicologia?
• Para atender os objetivos da avaliação para a saúde das 
emergências químicas, em relação a:
– confirmar a existência de uma emergência química;
– identificar as características das substâncias químicas, 
– identificar a fonte de liberação
– estimar o tipo, tamanho, localização e distribuição da fonte 
de liberação
– determinar a população para a qual a emergência química 
representa um risco e o impacto na saúde, e
– avaliar a capacidade de resposta dos serviços locais de 
saúde 
ToxicologiaToxicologia
Classificação das substâncias perigosas segundo a 
ONU: 
Nº ONU
• 1. Explosivas
• 2. Gases comprimidos
• 3. Líquidos inflamáveis 
• 4. Sólidos inflamáveis, substâncias combustíveis 
espontaneamente e as que reagem com a água
• 5. Oxidantes, incluindo peróxidos
• 6. Tóxicas, classe A e B, irritantes e que causam enfermidades
• 7. Radiativas
• 8. Ácidas, alcalinas e alguns líquidos e sólidos corrosivos
• 9. Outras não consideradas nas classes anteriores
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ToxicologiaToxicologia
A toxicologia ambiental estuda os danos provocados aos organismos pela 
exposição a xenobióticos presentes no meio ambiente. 
O objetivo principal da toxicologia ambiental é avaliar os impactos na saúde 
pública decorrentes da exposição de uma população a um local contaminado.
É conveniente enfatizar que os efeitos são estudados sobre os seres humanos, 
embora eles possam ser provocados também aos microorganismos, plantas, 
animais, etc. 
Um xenobiótico é qualquer substância que não foi produzida pelo biota, tal como 
os produtos industriais, drogas terapêuticas, conservantes alimentícios, produtos 
inorgânicos, etc.
Conceitos Básicos
ToxicologiaToxicologia
• Xenobiótico
Substância estranha, capaz de induzir efeitos deletérios sobre os organismos.
• Tóxico
Xenobiótico causador de efeitos deletérios.
• Veneno
Tóxico causador de graves efeitos, por vezes mortais.
• Toxina
Substância natural (biotoxina) que provoca efeitos tóxicos.
Periculosidade
É um fator intrínseco ao xenobiótico que mede a sua capacidade de induzir 
efeitos adversos nos sistemas biológicos.
Conceitos Básicos
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ToxicologiaToxicologia
Categorias de Compostos Tóxicos
Asfixiantes: compostos que diminuem a absorção de oxigênio pelo 
organismo. (nitrogênio, monóxido de carbono, cianetos);
Irritantes: materiais que causam inflamação nas membranas mucosas 
(ácido sulfúrico, sulfeto de hidrogênio, HCs aromáticos);
Carcinogênicos: provocam câncer (benzeno, aromáticos policíclicos);
Neurotóxicos: danos ao sistema nervoso (compostos organometálicos);
Mutagênicos: causam mutações genéticas;
Teratogênicos: provocam malformações congênitas;
Hepatotóxicos: danos ao fígado (tetracloreto de carbono);
Fitotóxicos: danos às plantas.
ToxicologiaToxicologia
Algumas substâncias classificadas como super tóxicas
NeurotóxicoAnimal, fuguFugu
Sistema nervosoSintéticoEstricnina
Sistema 
Respiratório
SintéticoFosfogênico
VáriosVegetal, TabacoNicotina
Coração e 
Sistema nervoso
SintéticoFluracetato de 
sódio
Efeito TóxicoOrigem
Substância 
Química
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ToxicologiaToxicologia
Áreas da 
Toxicologia 
Toxicologia
de alimentos
Toxicologia
ambiental
Toxicologia
de medicamentos
Toxicologia
ocupacional
Toxicologia
social
Aspectos
Clínico Analítico Legislação Pesquisa
ToxicologiaToxicologia
Homem. Ingresso
de agentes químicos
Ar
Água
Alimentos
M
edicam
e
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(via
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al
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l,d
ér
m
ic
a,
 
re
sp
ira
tó
ria
)
Exposição
ocasional
(acidentes, uso de cosméticos)
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ToxicologiaToxicologia
O que são riscos?
O que são riscos químicos ambientais?
Risco Real - é o estatisticamente medido e calculado, caso se disponha 
de todos os dados que conduzem a ocorrência de determinado evento 
indesejado. Também é denominado risco objetivo.
Algumas pessoas apresentam maiores riscos de desenvolver doenças 
respiratórias do que outras. O tráfego urbano (fonte de perigo) representa 
uma ameaça a elas, pois quando expostas continuamente a poluição 
intensa (perigo), podem apresentar asma ou bronquite.
Risco Percebido - é o percebido pelo indivíduo, independente ou não dos 
valores encontrados pela análise científica. 
Perigo - expressa uma exposição relativa a uma fonte de perigo.
Fonte de Perigo - é algo que pode ser perigoso ou provocar danos, ou o 
que pode expor alguém ao perigo, ou ainda, é uma condição que gera ou 
aumenta a possibilidade de riscos. 
ToxicologiaToxicologia
Gerenciamento de Riscos
CONTROLE DE
RISCOS 
Medidas de Prevenção;
Medidas de Mitigação;
Monitoração;
Avaliação de
Desempenho
Atividade
Poluidora
IDENTIFICAÇÃO
E ANÁLISE
DOS RISCOS
Identificação Fontes de Perigo, 
Riscos (probabilidades, 
conseqüências); Análise dos 
Riscos (fatores que contribuem 
para a ocorrência de eventos 
indesejados).
AVALIAÇÃO
DE
DESEMPENHO
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ToxicologiaToxicologia
Dosagem efetiva
Certas substâncias podem causar danos quando aplicadas diretamente sobre a 
pele. Entre os fatores que são relacionados com dosagem efetiva, os mais 
importantes são:
(1) Quantidade ou concentração do material.
(2) Duração da exposição.
(3) Estado de dispersão (tamanho da partícula ou estado físico, por 
exemplo: pó, fumos, gás, etc...).
(4) Afinidade ao tecido do corpo humano.
(5) Solubilidade nos fluidos dos tecidos humanos.
(6) Sensibilidade dos órgãos ou tecidos do corpo humano.
Obviamente existem possibilidades de grandes variações em qualquer um 
destes fatores.
ToxicologiaToxicologia
As vias de exposição
Os efeitos tóxicos podem ser provocados por meios químicos, por 
radiação ou até por ruído e dependem das vias de exposição. Elas 
indicam como as substâncias penetram nos organismos. Para o ser 
humano as principais vias são por:
- Contato com a pele;
- Inalação;
- Ingestão.
Existem vários métodos para classificar a toxidade dos materiais, os quais 
estão baseados na freqüência e na duração da exposição e podem ser 
classificados em três categorias:
1 - Efeitos Tóxicos em Geral
2 - Testes Especiais
3 - Testes em Seres Humanos
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ToxicologiaToxicologia
1 - Efeitos Tóxicos em Geral - São estudos realizados para avaliar os 
danos que uma substância pode provocar, baseando-se na duração da 
exposição.
2 - Testes Especiais - São estudos específicos para avaliar os efeitos das 
exposições aos órgãos-alvo (que são os mais afetados pela exposição), ou 
para avaliar efeitos específicos sobre o ser humano. 
3 3 -- Testes em Seres Humanos - São testes projetados, controlados e 
conduzidos por médicos e toxicologistas para determinar níveis máximos de 
exposição de uma substância ao ser humano, considerando as vias deexposição. Outros estudos são baseados em dados epidemiológicos e em 
estatísticas que têm sua origem na medicina do trabalho.
ToxicologiaToxicologia
Condições de Exposição
• Exposições crônicas- São as que duram entre 10% a 100% do
período de vida do ser. Para os seres humanos entre 7 e 70 anos.
• Exposições subcrônicas – São aquelas de curta duração, menores do 
que 10% do período vital.
• Exposições agudas.- São exposições de um dia ou menos e que ocorrem 
em um único evento.
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ToxicologiaToxicologia
Classificações de toxicidade
U (Unknown - Desconhecido): esta designação é dada para substâncias que 
caem em uma das seguintes categorias:
(a) Informações toxicológicas não puderam ser encontradas na literatura e em 
outras fontes.
(b) Informações limitadas baseadas em experimentos com animais estava 
disponível, mas na opinião de peritos estas informações não podem ser 
aplicadas para exposição humana. Em alguns casos esta informação é
mencionada tanto que o leitor poderá saber que algum trabalho experimental foi 
desenvolvido.
(c) Informações de dados foram omitidos por serem de validade questionável.
0 = Não tóxico: esta designação é dada para materiais que caem em uma das 
seguintes categorias:
(a) materiais que não causam risco algum sob qualquer condição de uso.
(b) materiais que produzem efeitos tóxicos em humanos somente sob condição 
muito fora do comum ou através de dosagem excessivamente alta.
ToxicologiaToxicologia
Classificações de toxicidade (cont.)
1 = Levemente tóxico: 
Em geral substâncias classificadas como sendo levemente tóxicas, produzem 
mudanças no corpo humano que são prontamente reversíveis e que irão 
desaparecer ao término da exposição, mesmo com ou sem tratamento médico.
2 = Moderadamente tóxico:
Substâncias classificadas como sendo moderadamente tóxica podem produzir 
mudanças irreversíveis, bem como, reversíveis no corpo humano. Estas 
mudanças não são tão severas como ameaçar a vida ou produzir séria 
incapacidade física permanente.
3 = Severamente tóxico:
Sustâncias classificadas como severamente tóxica podem produzir, mudanças 
irreversíveis. Estas mudanças são severas e ameaçam a vida e podem produzir 
incapacidade física permanente.
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ToxicologiaToxicologia
Caracterização de Toxidade
(a) Toxidade Aguda
A toxidade aguda é a que deriva de uma bateria de testes de curta duração, 
em geral de 14 dias, realizada para caracterizar os efeitos potenciais agudos de 
uma substância sobre um organismo. 
Os índices utilizados para sua caracterização são a Dose (DL50) ou 
Concentração Letal (CL50): dose ou concentração em que 50% dos 
organismos submetidos ao teste morrem. 
A maioria dos efeitos tóxicos provocados por produtos químicos são 
reversíveis, porém a recuperação total pode demorar longos períodos. No 
entanto, existem substâncias que podem provocar danos irreversíveis nos 
seres vivos. Uma boa ilustração para esse caso são os danos decorrentes de 
exposição a altas doses de fontes radioativas que podem acarretar sérios e 
irreversíveis danos à saúde. No entanto, exposições eventuais e controladas a 
fontes radioativas selecionadas podem se constituir em tratamento médico.
ToxicologiaToxicologia
(a) Toxidade Aguda
Os testes realizados para determinar estes níveis de toxidade são conduzidos por 
períodos mais longos e são efetuados mediante repetidas exposições via oral, 
dérmica ou inalação. 
Dose Letal (DL50) para a toxidade oral aguda corresponde à dose da substância 
que administrada oralmente tem a maior probabilidade de provocar a morte, num 
prazo de 14 dias, de 50% dos ratos albinos submetidos ao teste.
Dose Letal (DL50) para a toxidade dérmica aguda corresponde à dose administrada 
por contato contínuo com a pele nua de coelhos albinos, por 24 horas, que tem a 
maior probabilidade de provocar a morte de metade dos animais testados, em até
14 dias.
Concentração Letal (CL50) para a toxidade aguda por inalação corresponde à
concentração de vapor, neblina ou pó que, administrada por inalação contínua a 
ratos albinos por uma hora, tem a maior probabilidade de provocar, num prazo de 
14 dias, a morte de 50% dos animais testados. 
Caracterização de Toxidade (cont)
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ToxicologiaToxicologia
Caracterização de Toxidade
(b) Toxidade Crônica e Sub-Crônica
Para a toxidade sub-crônica, os testes são realizados durante 30 a 90 dias e 
para a crônica, normalmente os estudos levam de 18 a 24 meses.
Os níveis de dose ou concentração obtidos são normalmente, menores do que 
para a toxidade crônica. 
O propósito destes testes é determinar as doses ou as concentrações em que:
B1) Não se observam quaisquer efeitos ou o NENO - Nível de Efeito Não 
Observado, (No Observed Effects Level - NOEL);
B2) Se observam os menores efeitos, como o NEMBO - Nível mais Baixo de 
Efeito Observado, (Lowest Observed Level - LOEL). 
ToxicologiaToxicologia
Classificação de Toxidade por Via de Exposição
Diversos são os índices de toxidade disponíveis na literatura técnica pertinente à
toxicologia, e cada um deles destina-se a uma aplicação relacionada à proteção da saúde 
humana ou de sistemas ecológicos específicos. Como já visto anteriormente, a toxidade 
também depende da via de exposição. Relacionam-se, a seguir, as principais vias pelas 
quais os produtos perigosos podem atingir os seres vivos.
Tabela de Toxidade Relativa por Ingestão
CLASSE DE TOXIDADE Provável Dose
Letal Oral
Super Tóxico < 5mg/kg
Extremamente Tóxico 5,1-50 mg/kg
Muito Tóxico 51-500 mg/kg
Moderadamente Tóxico 0,51 - 5 g/kg
Ligeiramente Tóxico 5,1 - 15 g/kg
Praticamente Atóxico Maior do que 15 g/kg
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ToxicologiaToxicologia
1. Alterações cardiovasculares e respiratórias;
2. Alterações do sistema nervoso;
3. Lesões orgânicas: ototoxicidade, hepatotoxicidade, nefrotoxicidade, etc;
4. Lesões carcinogênicas / tumorigênicas;
5. Lesões teratogênicas (malformações do feto);
6. Alterações genéticas
aneuploidização - ganho ou perda de um cromossomo inteiro.
clastogênese - aberrações cromossômicas com adições, falhas, 
re-arranjos de partes de cromossomos.
mutagênese - alterações hereditárias produzidas na informação 
genética armazenada no DNA (ex. radiações 
ionizantes).
Principais efeitos deletérios
ToxicologiaToxicologia
7. Infertilidade - masculina, feminina ou mista.
teratogênese - provocada por agentes infecciosos ou drogas.
aborto - precoce ou tardio
8. Alterações da capacidade reprodutora
9- Alguns exemplos:
Vitamina A - Atraso mental; cérebro e coração.
Talidomida - Coração e membros.
Fenobarbital - Palato; coração; atraso mental.
Álcool - Defeitos faciais; atraso mental.
Cloranfenicol - Aplasia medular
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ToxicologiaToxicologia
Impactos mais preocupantes
• Freqüência da Temporalidade: Contínuos e Permanentes
• Extensão: Espaciais 
• Reversibilidade: Irreversível ou de difícil reversão
• Magnitude: Grande
• Acumulação: Exponencial
• Sinergia: Presente
• Distribuição dos Custos: Socializada
Prevenção da Degradação do Meio Ambiente
CONTROLE AMBIENTAL
ToxicologiaToxicologia
Para fazer qualquer afirmação significativa sobre os efeitos da poluição na 
saúde do homem, deve-se considerar as dosagens que os organismos 
estão recebendo:
Dose = ∫ (Concentração do poluente) x d(tempo)
Interesse atual na poluição e saúde é mais direcionado para o longo prazo, 
baixas concentrações de exposição (que levam a problemas crônicos).
Curto prazo, altas concentrações de exposição (que levam a efeitos 
agudos) ocorrem somente em acidentes industriais ou episódios de 
poluição atmosférica emergenciais.
Danos provocados pela poluição à saúde
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ToxicologiaToxicologia
Agente
químico
ToxodinâmicaToxodinâmica::
InteraInteraçção doão do
agente quagente quíímicomico--receptor,receptor,
no no óórgão brancorgão branco
Exposição/
Ingresso no
organismoToxocinética:
Absorção
Distribuição
Biotranformação
Eliminação
Efeito
Dose
ToxicologiaToxicologia
Estudo dos Agentes Tóxicos
AR
Vias de Transferências entre os meios
ÁGUASOLO
BIOTA SEDIMENTOS
• Propriedades Físico Químicas
– Importância:
• Entendimento das rotas de destino e transporte das 
substâncias entre os diversos meios;
• Inferência sobre os fenômenos toxicocinéticos e 
toxicodinâmicos nos organismos vivos.
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• Polaridade e Hidrossolubilidade
– Substâncias Polares – maior capacidade de distribuição no ciclo 
hodrólógicos – substâncias hidrófilas ou hidrossolúveis
– Substâncias Apolares – maior solubilidade em meio lipídico –
substância hidrofóbicas ou lipossolúveis
• Transporte no Meio Aquoso
– Os contaminantes presentes nas águas superficiais podem 
encontrar-se em solução ou em suspensão.
• Transporte na Atmosfera
– A translocação de poluentes presentes na atmosfera depende de 
seu estado físico e da movimentação das massas de ar.
• Transporte no Solo
– Os contaminantes que chegam à litosfera se movimentam por 
difusão por intermédio de fluidos ou da movimentação das águas.
Estudo dos Agentes Tóxicos
ToxicologiaToxicologia
Solo
Fonte de Contaminação
Leito Rochoso
Lençol Freático
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ToxicologiaToxicologia
AR
- Fotólise
- Reações com OH-
- Outras reações
Mecanismo de Destino e Transporte
ÁGUA
- Hidrólises
- Fotólises
- Oxiredução
- Biodegradação
SOLO
- Fotólises
- Hidrólises
- Biodegradação
- Oxiredução
BIOTA
- Bioacumulação
- Metabolismo
SEDIMENTOS
- Hidrólises
- Degradação microbiana
- Oxiredução
ToxicologiaToxicologia
Sistemas de Transporte
• Transporte no Meio Aquoso
– Os contaminantes podem encontrar-se em solução ou suspensão.
– O material em suspensão pode ser encontrado na forma de partículas ou de 
gotículas (como óleo) e os contaminantes podem estar dissolvidos ou 
adsorvidos a essas partículas sólidas.
– Essas formas podem ser transportadas pela água por longas distâncias.
– A distância percorrida pelos contaminantes depende da estabilidade e estado 
físico do contaminante e do fluxo do corpo d’água. Compostos mais estáveis e 
em solução tendem a percorrer distância maiores.
– O destino das substâncias depende da suas propriedades fisico-químicas, 
especialmente lipossolubilidade, pressão de vapor e estabilidade química. 
Compostos menos estáveis são facilmente hidrossolúveis, representando menor 
risco, a não ser que o produto da hidrólise seja mais tóxico que o precursor.
– A polaridade é importante na distribuição e na persistência dos contaminantes 
nesse meio. Substâncias hidrofílicas tendem a se dissolver no meio e a se 
distribuir ao longo da superfície da água. As lipofílicas associam-se ao material 
particulado, especialmente ao sedimento.
– Nos sedimentos de rios, lagos e mares, os contaminantes orgânicos adsorvidos 
às partículas têm sua mobilidade e disponibilidade reduzidas.
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ToxicologiaToxicologia
Sistemas de Transporte
• Transporte na Atmosfera
– A translocação de poluentes presentes na atmosfera depende do estado físico e 
da movimentação das massas de ar.
– O tempo de residência na atmosfera é determinado por escalas temporais e 
espaciais de dispersão do contaminante (Tabela abaixo).
– Os gases solúveis e as partículas presentes na atmosfera podem ser 
incorporados às gotículas de chuva e podem atingir o solo ou as águas 
superficiais durante a precipitação.
– Podem ainda atingir locais distantes do local de emissão do contaminante.
–
–
> 3.000km
> 1.000km
0 – 10 km
0 – 30km
EstratosferaAnoGlobal
–MêsHemisférico
TroposferaMuitos DiasContinental
–DiaMediano
Camada intermediáriaMinutos
Horas
Local 
Transporte VerticalTempoTransporte Horizontal
ToxicologiaToxicologia
Sistemas de Transporte
• Transporte no Solo
– O solo apresenta porosidade variada e geralmente estes poros se 
encontram preenchidos por gases ou fluídos.
– Os contaminantes que chegam a litosfera se movimentam por difusão 
por intermédio desses fluidos ou da movimentação da água pelos 
espaços entre as partículas de solo.
– A velocidade de difusão dos contaminantes depende do peso 
molecular, da temperatura e do pH do solo, do gradiente de 
concentração do contaminante, bem como dos constituintes do solo 
(matéria orgânica, cátions e ânions), dentre outros fatores.
– A substância lançada no meio ambiente sofre alterações durante seu 
transporte e distribuição entre suas várias fases.
– A degradação é uma das propriedades intrínsecas à substância mais 
importante na determinação do dano potencial ao meio ambiente.
– Substâncias não degradáveis persistirão no meio podendo, 
consequentemente, causar efeitos crônicos adversos à biota.
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ToxicologiaToxicologia
Fases da Intoxicação
I. Fase de Exposição: Fase do contato das superfícies seja externa ou interna do 
organismo com o toxicante.
II. Fase Toxicocinética: Inclui processos envolvidos desde a disponibilidade química 
até a concentração do toxicante nos órgãos-alvo (absorção, distribuição, 
armazenamento, biotransformação e eliminação).
III. Fase de Toxicodinâmica: Compreende os mecanismos de interação entre o 
toxicante e os sítios de ação.
IV. Fase Clínica: Há evidências de sinais e sintomas ou alterações detectáveis por 
provas diagnósticas que caracterizam os efeitos causados ao organismo.
I 
Exposição
Via de introdução
Toxicante
Disponibilidade química
II
Toxicocinética
III
Toxicodinâmica
Processo de transporte:
•Absorção
•Distribuição
•Eliminação
•Biotransformção
Toxicidade
Biodisponibilidade
Natureza da ação
IV
Clínica
Intoxicação
Sinais e Sintomas
ToxicologiaToxicologia
Comportamento Cinético do Agente Tóxico no Organismo
Tóxico
Via de introdução
Absorção
Distribuição (sangue)
Tóxico livre Tóxico combinado
Produto de 
biotransformação
Biotransformação
Acumulação
Eliminação
Combinado
Livre
Dinâmica
Sítio de ação
(receptores)
Interação
Efeitos
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ToxicologiaToxicologia
Ingestão
Inalação
Endovenosa
Intraperitoneal
Trato
Gastrintestinal Pulmão 
Fígado
Bilis
Fezes
Subcutânea
Intramuscular
Dérmica
líquido
Extracelular
G
o
rd
u
raA
Rins
Pulmão
Bexiga
Urinaria
Urina
Alvéolo
Ar
Espirado
Órgãos
Secretores
Secreções
Órgãos
Tecido
Ossos
Sangue e 
Linfa
Vias de absorção, distribuição e eliminação de agentes tóxicos no 
organismo humano
ToxicologiaToxicologia
Absorção
• Passagem através da membrana
– transporte passivo
• gradiente de concentração
– transporte ativo
• consumo de energia para a passagem
• As membranas biológicas contem lipídios e são permeáveis para as 
moléculas lipossolúveis
Distribuição
• As substâncias químicas transportadas pelo sangue se distribuem nos 
órgãos e sistemas
• Depende das características da substância química e das 
propriedades físicas
– barreiras: placenta e cérebro
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ToxicologiaToxicologia
Transporte Através das Membranas
• Para a passagem do tóxico do tóxico para o interior do corpo e o tóxico 
penetrar no tecido a presença do sangue é necessária e barreiras 
biológicas, representadas por membranas celulares, precisam ser 
vencidas;
• Fatores relacionados a Substância
– Hidrossolubilidade e Lipossolubilidade
• A hidrossolubilidade é conferida à molécula por grupos que permitem a formação de 
pontes de hidrogênio com a molécula da água, quando em solução: Grupamento 
hidroxila (–OH); carboxila (–COOH); amino (–NH2) sulfidrila (–SH); carbonila (–C=O), 
etc. Grupamento com características polares.
• A lipossolubilidade é conferida à moléculas por grupamento alquílicos; fenílicos, 
nafitílicos. Grupamento com característicasapolares.
– Coeficiente de Partição Óleo-Agua
• O coeficiente de partição é dado pela relação lipossubilidade/ hidrossolubilidade. 
Quanto maior, mais fácil o transporte da substância através da membrana. Para 
calcular basta determinar a fração uma substância que se dissolve em solvente 
orgânico, por aquela que o faz em água, quando:
água na dissolvida fração
óleo no dissolvida fraçãoóleo/água partição eCoeficient =
ToxicologiaToxicologia
Transporte Através das Membranas
– Grau de Ionização
• Muitos tóxicos são ácidos ou bases fracas e podem estar presente em 
soluções sob duas formas: ionizadas e não-ionizadas. 
• A porção não ionizada é, geralmente, lipossolúvel e pode se difundir 
prontamente através da membrana celular.
• A fração ionizada é, muitas vezes, incapaz de penetrar a membrana lipóide 
por ser pouco lipossolúvel, ou incapaz de atravessar os poros da membrana 
(no caso de íons formados serem maiores que os poros).
• O grau de ionização ou dissociação de um elétrico fraco depende do seu 
pKa (constante de dissociação ácida) e do pH do meio. Para um ácido 
fraco, a dissociação ocorre conforme a equação:
( )( )-COO-R COOH-Rlog pH pKa +=
++↔− HCOO-R COOHR -
Podendo ser expressa como:
R-COOH = forma molecular (lipossolúvel)
R-COO- = forma ionizada (hidrossolúvel)
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ToxicologiaToxicologia
Transporte Através das Membranas
– Grau de Ionização (continuação...)
• Ácido acetilsalicílico será facilitado no plano estomacal:
– pKa Ácido acetilsalicílico = 3,4
– pH Suco gástrico = 1,4
– pH Plasma = 7,4
– No suco gástrico acontecerá:
» 10pka – pH = (forma molecular/forma ionizada)
» 103,4 – 1,4 = (forma molecular/forma ionizada)
» 102= (forma molecular/forma ionizada)
» Ou seja, uma relação de 100 moléculas não ionizadas para cada uma que 
se dissocia. Prevalecendo a forma molecular, lipossolúvel, capaz de 
atravessar a membrana.
– No plasma acontecerá:
» 103,4 – 7 = (forma molecular/forma ionizada)
» 10-4= (forma molecular/forma ionizada)
» A relação é de uma molécula na forma ionizada para cada 10mil que se 
dissocia. Prevalece a forma ionizada, não lipossolúvel, incapaz de 
atravessar a membrana celular.
» A difusão no sentido sangue-conteúdo estomacal praticamente não ocorre, 
resultando na absorção do ácido.
ToxicologiaToxicologia
Transporte Através das Membranas
– Tamanho e Carga da Partícula (Molécula, Íon) a ser 
Absorvida
• Embora ainda não comprovado, admite-se a existência de poros na 
membrana celular. Eles permitem a passagem de partículas 
hidrossolúveis de até 8Å.
• Aquelas com diâmetro superior não sofreriam tal filtração.
• Certos cátions teriam sua passagem dificultada, uma vez que os 
poros apresentam cargas positivas em razão das proteínas e do 
cálcio lá presentes.
• Os ânions se filtrariam com maior facilidade.
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ToxicologiaToxicologia
Nas células do fígado, pele, pulmões, intestino e rins
• Metanol � Retanaldeído� Ácido fórmico �(nervo óptico)
• Paration � Oxiredução � Paraxon � (inibidor de 
Aceticolinesterase)
• Naftaleno� Diidroxinaftaleno� (cataratas)
Acumulação
• Ossos: chumbo, estrôncio, fluoreto
• Gordura: DDT, PCBs
– emagrecimento
Biotransformação
ToxicologiaToxicologia
Eliminação
• Urina
– Substâncias hidrolisáveis
– Conjugação das substâncias desfavorece a eliminação
• Biliar e fecal
– Eliminação conjugada
– Produtos conjugados não são absorvidos pelos intestinos
– Pode haver reabsorção intestinal (substâncias hidrolíticas) � fígado � re-processado 
� ciclo enteroepático (substância orgânicas)
• Salivar e sudorípara
– Substâncias não ionizadas
– Dermatites
– Saliva – reabsorção pelo trato gastrintestinal.
• Ar expirado
– Depende:
• Da intensidade da ventilação pulmonar
• Pressão alveolar da substância
• Leite
– Solubilidade (lipossolubilidade)
– Grau de ionização e concentração
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ToxicologiaToxicologia
Importância da Toxicodinâmica
• Fornece uma base racional para interpretação descritiva dos dados 
toxicológicos;
• Estima a probabilidade de um agente químico causar efeito nocivo;
• Estabelece procedimentos para prevenir e antagonizar os efeitos 
tóxicos;
• Auxilia no desenvolvimento de medicamentos e agentes químicos 
industriais com menor chance de causar danos
• Auxilia no desenvolvimento de praguicidas mais seletivos aos 
organismos-alvo.
ToxicologiaToxicologia
Relação entre Toxicocinética e Toxicodinâmica
Toxicicinética Toxicodinâmica
Dose do agente
Químico administrada
Agente químico 
no local de ação Resposta tóxica
• Relaciona a dose externa
com a quantidade enviada
ao órgão-alvo
• Biodisponibilidade
• Depuração
• Meia-vida
• Acúmulo
• Relaciona a dose interna com 
a resposta do órgão-alvo
• Ativação
• Destoxificação
• Citoproteção
• Homeostase
24
ToxicologiaToxicologia
Toxicante
Alcance do 
órgão-alvo
Interação com a 
molécula-alvo
Alteração do
ambiente biológico
Disfunção celular
Injúria
Dano
Toxicidade
ToxicologiaToxicologia
Carcinógenos
Genotóxico
(Iniciação)
Al
te
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Q
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D
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ao
 
D
N
A
Replicação do DNA
Mutação
Ativação de proteínas
oncogênicas
Inativação de proteínas
supressoras de tumor
Célula neoplástica Expansão clonal
Tumor
Carcinogênese
• Ação do agente mutagênico – irreversível
• Evento epigênco (alteração do padrão gênico decorrente de outros 
eventos que não a mutação)
• Eliminação de células alteradas ou proliferação populacional
• Interação radicais livres e epóxidos (C-C-O) com base nitrogenada 
do DNA.
• Agente mutagênicos: alfatoxinas B1 e M1, composto N-Nitroso 
(Dimetil), Arsênico, hormônios estrógenos sintéticos, 
policloradobifenil (PCB), cloreto de vinila.
25
ToxicologiaToxicologia
Relação entre quantidade (dose) de várias substâncias 
químicas e efeitos sobre o organismo
Po
si
tiv
o
Ef
ei
to
Ne
ga
tiv
o
Calcio
Concentração
Cobre
Mercúrio
ToxicologiaToxicologia Acidente químico
Acidente químico ou emergência química é um acontecimento ou situação 
perigosa, envolvendo a liberação de uma substância química, que afeta a 
saúde humana e/ou o ambiente, a curto ou longo prazo.
OECD. Health aspects of chemical accidents.1994
Incidente químico
Incidente químico é uma liberação inesperada e incontrolada de uma substância 
química do seu container 
Um incidente químico para a saúde pública é aquele onde dois ou mais membros 
do público estão expostos (ou ameaçados de estar expostos) a uma substância 
química 
IPCS. Public health and chemical incidents. 1999 
Acidentes químicos
• Incluem:
– incêndios
– explosões
– fugas ou liberações de 
substâncias tóxicas
• Podem provocar
– enfermidade
– lesão
– invalidez ou morte
26
ToxicologiaToxicologia
Urbanização
• Material orgânico (fezes e urina) de origem humana e animal;
• Óxidos de nitrogênio, monóxido de carbono, resíduos não 
queimados e partículas pesadas incluindo chumbo resultantes da 
combustão em veículos terrestres e aéreos;
• Dióxido de carbono, dióxido de enxofre e hidrocarbonos poli-
aromáticos derivados de queima em incineradores;
• Compostos químicos de uso doméstico como solventes, 
detergentes, inseticidas, plásticos, hormônios e cosméticos.
Principais Tipos de Poluentes e Suas Fontes
ToxicologiaToxicologia
Industrialização
• Efluentes industriais cuja 
natureza depende das 
atividades que os produzem;
• Existem mais de 70.000 
produtos químicos 
comumente usados sendo 
que cerca de 3.000 são 
responsáveis por quase 90% 
do peso total de compostos 
produzidos pela ;indústria.
• Alguns exemplos incluem 
metais pesados, compostos 
organo-clorinados e 
solventes.
PrincipaisTipos de Poluentes e Suas Fontes
Agricultura
• Pesticidas incluindo 
organo-fosforados;
• Fertilizantes contendo 
nitratos e fosfatos.
27
ToxicologiaToxicologia
Poluentes Orgânicos Persistentes
O que são?
Os poluentes orgânicos incluem inúmeras substâncias sintéticas 
pertencentes a vários grupos químicos.
Aplicações:
•Pneus e derivados de petróleo;
•Plásticos;
•Resinas de adesivos, impermeáveis e tintas;
•Solventes (tintas e produtos de limpeza);
•Elatôsmeros (borracha sintética);
•Pesticidas;
•Fármacos;
•Perfumes e aromatizantes;
•Corantes e pigmentos (tinta de carro, coloração de roupas).
ToxicologiaToxicologia
Aplicações dos POPs
Subprodutos relacionados com dioxinasFuranos
Subproduto da combustão, especialmente de plásticos, da 
manufatura de cloro e papel.
Dioxinas
Usado em condensadores, transformadores, em líquidos 
refrigeradores
PoliCloroBifenois
Inseticida acaricida, especialmente utilizado contra larvas e 
algodão.
Toxafeno
Inseticida e retardante de chamas em plástico, borrachas 
componentes e componentes elétricos
Mirex
Fungicida. Aparece também como subproduto da indústria 
química.
Hexaclorobenzeno
Utilizado como inseticida de contato contra insetos e formigas.Heptacloro
Usado como inseticida no combate aos mosquitos transmissores 
de malária e a febre amarela e no combate aos piolhos do tifo.
DDT
Inseticida usado no controle de formigas e em várias culturas.Clordano
Inseticida usado em frutas, solo e sementes.Diedrina
Rodenticida e inseticida usado em algodão, arroz e milho.Endrina
Produzido como pesticidas para controle de insetos de solo.Adrina
AplicaçãoSubstância
28
ToxicologiaToxicologia
Dispersão dos POPs
Latitudes elevadas
Deposição e evaporaçãoLatitudes médias
Ciclos sazonais de
Deposição e evaporação
Tr
an
sp
o
rt
e 
At
m
o
sf
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ic
o
de
 
lo
n
go
 
al
ca
n
ce
Latitudes baixas
Evaporação e deposição
Transporte 
oceânico de 
longo alcance
Mobilidade elevada
Mobilidade 
moderada
Mobilidade 
reduzida
ToxicologiaToxicologia
Os Doze Malditos
• Químicos Industriais
– Hexaclorobenzeno: Bioacumulação e desloca-se em grandes distâncias; 
Carcinogénico
– Bifenilos Policlorados: Resistem a altas temperaturas; acumula-se nos pólos; 
Carcinogénico
• Residuais
– Dioxinas e Furanos: dificilmente excretáveis; bioacumula na cadeia; Carcinogênico; 
atraso de crescimento de crianças; defeitos congênitos.
29
ToxicologiaToxicologia
Bacias Hidrográficas
Definição física
Área formada pela nascente de um ou mais cursos d´água, 
delimitada por divisores de água, levando a um curso 
principal que se estende até o mar*
Definição sócio-econômica
Local geográfico natural que observa a dependência de todos os 
componentes do crescimento e desenvolvimento da sociedade e 
define os múltiplos usos de gestão de recurso hídricos
Limite no divisor de água – neste 
exemplo, os Andes
Montante – parte alta
Jusante – parte baixa
Uma das várias nascentes
ToxicologiaToxicologia
Aporte de Material
Material tóxico
30
ToxicologiaToxicologia
Liberação Líquida
Fonte Processo de
contaminação
Meio de
contaminação
Modo de
exposição
Hábitos 
populacionais Dose
Em
iss
ão
 
líq
ui
da
Dispersão
Sedimentação
Concentração da água Ingestão
Bioacumulação Irrigação Consumo
Alimentos
Concentração no sedimento
Homem
ToxicologiaToxicologia
Poluição da águas
31
ToxicologiaToxicologia
Depuração Ambiental
• Hidrólise: alteração da estrutura química por reação direta da água;
• Oxidação: a modificação química envolve transferência de elétrons de xenobiótico ara 
um aceptor de elétrons (oxidante);
• Redução: a modificação química envolve transferência de elétrons de um agente 
para o xenobiótico a ser reduzido;
• Degradação fotoquímica: transformação causada por interação com a luz solar, 
principalmente os raios ultravioleta.
ToxicologiaToxicologia
Modelo Conceitual de Contaminação
Fonte de Contaminação
Característica da natureza e extensão da contaminação
Contaminação 
da atmosfera
Contaminação 
do solo
Contaminação dos 
Recursos hídricos
Contaminação 
de alimentos
Previsão do efeitos
32
ToxicologiaToxicologia
Medidas Preventivas
• Estação de Tratamento de Efluentes (ETE);
• Estação de Tratamento de Esgoto Doméstico;
• Maior rigor na legislação ambiental (se fazer cumprir);
• Monitoramento do nível de poluição (fiscalização);
• Desenvolvimento de moléculas menos poluentes;
• Otimização e adequação do uso de pesticidas;
ToxicologiaToxicologia
Toxicologia de Alimentos
• No contexto de toxicologia de alimentos, os alimentos são 
definidos como misturas complexas, constituídas de 
substâncias nutritivas e não nutritivas.
– Substâncias tóxicas não nutritivas
• Glicosídeos cianogênicos – constituído de uma porção açúcar e outra 
cianidrina (HCN) ao hidrolizar, confere toxicidade ao produto. Mais de 2000 
espécies de vegetais
• Glicosilatos – ao ser hidrolizados liberam um grupamento SCN,que interfere 
na absorção do iodo, propiciando o desenvolvimento do bócio.
• Glicoalcalóides – encontrados em batatas, 45mg em 100g em tubérculo 
causa intoxicação.
• Oxalatos – encontrados em várias espécies de vegetais (cenoura, feijão, 
alface, amendoim, beterraba, etc.). Altas ingestões causam irritabilidade no 
SNC.
• Nitritos – acumulam em plantas ocasionando intoxicação.
• Carcinogênicos – vegetais utilizados com chás podem propiciar um 
processo carcinogêncico.
33
ToxicologiaToxicologia
Toxicologia de Alimentos
• A ocorrência de substâncias tóxicas em alimentos decorrem da 
geração e/ou adicionamento durante o processamento, conservação e 
estocagem.
• Substância adicionadas aos alimentos:
– São utilizados como conservantes, estabilizantes, umectantes, corantes,etc.
– As contaminações diretas decorrem quando da manipulação das matérias prima 
deste até a obtenção do produto final.
– Formas indiretas:
• Práticas utilizadas para a obtenção de matéria prima (praguicidas, quimioterepêuticos
veterinários, etc).
• Contaminação do alimento por componentes da embalagem durante o período de 
armazenagem.
ToxicologiaToxicologia
Toxicologia de Alimentos
Toxicologia de alimentos
Contaminação 
direta
Contaminação 
indireta
Incontrolável Produção de toxinas Por migcroorganismos
Geração de compostos 
tóxicos nos alimentos
Incorporação de 
metais tóxicos
Dosagem excessiva 
de aditivos
Promotores de crescimento
Quimioterapêuticos veterinários
Praguicidas
Incorporação de compostos de 
embalagens
34
ToxicologiaToxicologia
Toxicologia de Alimentos
• Micotoxinas:
– Aflatoxinas:
• Produzidas pelos fungos Aspergilus flavus e A. parasiticus. São carcinogênicas e a 
intoxicação é chamada de aflatoxicose. Em animais a perda de apetite e perda de peso 
são aparentes e no ser humano os efeitos são graduais. Cavalo, macaco, pato são 
extremamente sensíveis.
– Ocrotixinas:
• Produzidas pelos fungos Aspergilus alutaceos e A. alliaceus dentre outros. Isto tanto 
em grãos de cereais como em leguminosas. Provocam o acúmulo de gordura no fígado 
e sérios danos renais. Maior importância na pecuária.
– Tricotecenos:
• Produzidas pelo Fusarium, podem causar vômito, hemorragias, necrose epidérmica, 
interferência no sistema imunológico e morte. Ocorre em grãos de milhos, trigo, cevada
– Zearalenonas:
• Produzidas pelo Fusarium roseum var. graminearum, Gibberella zeae, F. tricintum, 
F. moniliforme. Os principais produtos infectados são milho, sorgo, cevada, trigo , 
aveia e seus subprodutos. Age como hormônio feminino.
ToxicologiaToxicologia
Toxicologia de Alimentos
• Incorporação de minerais tóxicos:– Através da contaminação ambiental. Arsênio,cádmio, mercúrio e chumbo.
• Contaminação direta através de aditivos:
– Através de aditivos que propicia benefícios ao alimento tais como:
• Intensificar as propriedade organolépticas;
• Modificar aspectos que favorece a comercialização;
• Prevenir alterações indesejáveis;
• Suprir necessidade nutricionais (vitaminas,minerais, enzimas)
• Reduzir custos de processamentos
– Classificados como Reconhecidamente Seguros ou Não- Reconhecidamente Seguros este 
último é limitado por ingestão diária máxima, ingestão semanal máxima.
• Contaminação indireta:
– Promotores de crescimento: substância aplicadas à animais visando acelerar o crescimento.
– Quimioterapéuticos veterinários: antibióticos que combatem enfermidade animal
– Praguicidas: utilizados no cultivo de vegetais evitando pragas e doenças.
• Incorporação de compostos das embalagens:
– Característica físico-química do alimento: pH, oleosidade, estocagem;
– Algumas substâncias plástica são carcinogênicas: PVC.
35
ToxicologiaToxicologia
Toxicologia dos Praguicidas
• O Problema
– Maiores problemas de intoxicação que se conhece estão atribuídos aos 
praguicidas
• Principais Efeitos Deletérios
– Neurotoxidade retardada
– Lesões no Sistema Nervoso Central – SNC
– Redução de fertilidade
– Reações alérgicas
– Formação de catarata
– Evidências de mutagenicidade
– Lesões no fígado
– Efeitos teratogênicos
– Carcinogênicos
ToxicologiaToxicologia
Toxicologia dos Praguicidas
• Principais sintomas de intoxicação
– Tonteira;
– Dor de estômago;
– Urticária;
– Cansaço;
– Pressão alta;
– Problemas de fígado; etc.
– Dores de cabeça;
– Falta de apetite;
– Falta de força;
– Nervosismo;
– Depressão;
– Loucura;
– Impotência sexual;
– Dificuldade para dormir;
36
ToxicologiaToxicologia
• Efeitos toxicológicos:
– DDT:
• Persistência no meio ambiente, bioconcentração e biomagnificação
na cadeia alimentar
• Afeta a permeabilidade da membrana neural, reduzindo o 
transporte de K+
• Altera a porosidade dos canais de passagem de sódio, interferindo 
no transporte de sódio para fora do axônio do nervo durante a 
repolarização
• Inibe as enzimas Na+, K+, Ca++ ATPase
• Inibe a habilidade do calmodulim para o transporte de ions cálcio 
(liberacão intraneural dos neurotransmissores).
Toxicologia dos Praguicidas
ToxicologiaToxicologia
• Efeitos toxicológicos:
– Fosforados:
• Inibe a síntese da acetilcolinesterase (AChE)
– Carbamatos:
• Age inibindo a acetilcolinesterase (AChE
• Decréscimo das atividade hepáticas
• Decréscimo na síntese cerebral de fosfolipídeos
• Alteração no níveis de serotonina sanguínea
• Decréscimo na atividade da tireóide
– Piretróides:
• Promovem o aumento do cálcio livre na terminação nervosa através da 
inibição da Ca+² ATPase e da calmudolina (ligacão intracelulares do cálcio)
• Despolarização continua da membrana nervosa pelo o influixo continuo do 
Na+.
Toxicologia dos Praguicidas
37
ToxicologiaToxicologia
• Efeitos toxicológicos:
– Nicotina:
• Age no sistema nervoso central.
• Age no trato digestivo provocando debilidade.
– Fungicidas:
• Debilidade imunológica.
• Ação inibitória da acetilcolinesterase (AChE)
Toxicologia de Praguicidas
ToxicologiaToxicologia
Toxicologia dos Praguicidas
Praguicida
Agricultura/Pecuária
Poluição ambiental
Bacias hidrográficasSolo e subsolo
Alimentos
Homem
Animais/Plantas
38
ToxicologiaToxicologia
Herbicidas clorofenóxisHiperglicemia ou diabetes transitória
Acaricida clordimeformeCistite hemorrágica
Nematicida diclorobromopropanoEsterilidade masculina por oligospermia
Fungicidas tridemorfo (Calixim)Atrofia testicular
Inseticidas organofosforados
Desfolhantes (DEF e merfós ou Folex)
Ação neurotóxica retardada
Inseticidas organofosforados
Herbicidas clorofenóxis (2,4-D e 2,4,5-T)
Neurite periférica
Inseticidas organoclorados
Fungicidas fenil-mercúricos
Fungicidas metoxil-etil-mercúricos
Lesões renais
Inseticidas organocloradosLesões hepáticas
TIPO DE AGROTÓXICO UTILIZADOAÇÕES OU LESÕES CAUSADAS PELOS 
AGROTÓXICOS AO HOMEM
Toxicologia dos Praguicidas
ToxicologiaToxicologia
TIPO DE AGROTÓXICO UTILIZADOAÇÕES OU LESÕES CAUSADAS PELOS 
AGROTÓXICOS AO HOMEM
Diversos inseticidas, acaricidas, fungicidas, 
herbicidas e reguladores de crescimento
Carcinogênese
Herbicida dinitro-orto-cresol
Herbicida trifluralina
Inseticida organoclorado
Inseticida organofosforado
Mutagênese
Fungicidas mercuriais
Dioxina presente no herbicida 2,4,5-T
Teratogênese
Inseticidas piretróidesReações de hipersensibilidade (urticárias, 
alergia, asma)
Fungicidas trifenil-estânicosDiminuição das defesas orgânicas pela 
diminuição dos linfócitos imunologicamente 
competentes (produtores de anticorpos)
Herbicida paraquat (Gramoxone)Pneumonite e fibrose pulmonar
Herbicidas dinitrofenóis e pentaclorofenolHipertemia
Toxicologia dos Praguicidas
39
ToxicologiaToxicologia
Toxicologia dos Praguicidas
• Controle de risco
Na fonte � Na trajetória � no alvo
• Medidas de controle
– Maior fiscalização
– Racionalização do uso de agrotóxicos
– Utilização de EPI
– Recolhimento de embalagens vazias
ToxicologiaToxicologia
Intoxicação
• Conceitos
– Intoxicação é o conjunto de sinais e sintomas que demonstra o desequilíbrio 
orgânico promovido pela ação de uma substância tóxica.
– É portanto um estado patológico do organismo diante da presença de dada 
concentração de agente tóxico.
– Desta forma a defesa ou a barreira homeostática do organismo foi rompida, com 
evidência de nocividade e prejuízo para a fisioeconomia corporal.
• Classificações
– A intoxicação pode ser classificada através de diverso critérios, decorrentes de 
suas características. Assim ela pode variar quanto a rapidez da absorção da 
sustância, a rapidez de aparecimento de sinais e sintomas e severidade dos 
sintomas.
– Uma classificação arbitrária, porem útil na prática, é feita em relação à duração 
da exposição agente tóxico para o aparecimento da sintomatologia. Assim a 
intoxicação pode ser:
• A curto prazo – intoxicação aguda , quando a exposição é de curta duração 
e absorção do agente é rápida.
• Médio prazo (intoxicação subaguda) – caso em que as exposições são 
freqüentes ou repetidas num período de vários dias ou semanas, antes do 
sintoma aparecer.
• Longo prazo (intoxicação crônica) – exposição repetida durante um longo 
período de tempo precisam para se dar a intoxicação.
40
ToxicologiaToxicologia
Intoxicação
• Sinais Clínicos (Intoxicação Crônica)
• Manifestam de duas formas:
– I. pela acumulação do tóxico no organismo (a 
quantidade eliminada é inferior à quantidade 
absorvida). A concentração do tóxico no 
organismo aumenta progressivamente até a 
obtenção de níveis suficientes para gerar 
manifestações.
– As vezes agentes tóxicos se acumulam , ma sua 
ação não se expressa até que ele seja 
mobilizado nos tecidos em que está depositado.
– Na exposição prolongada ao DDT, este agente 
se acumula no tecido adiposo em quantidades 
crescentes onde, aparentemente, não provocam 
nenhuma alteração metabólica.
– Com a perda de peso, o indivíduo mobiliza suas 
gorduras do tecido adiposo e libera, dessa forma, 
quantidade significativa de DDT na circulação, 
podendo exercer efeitos tóxicos sobre o sistema 
nervoso central.
Intoxicação a longo prazo pela acumulação do 
agente tóxico no organismo. a) inicio das 
alterações bioquímicas ou fisiológicas; b) limiar 
de concentração em que o primeiro efeito 
tóxico se manifesta; c) sintomas clínicos 
aparecem; e d) morte do organismo.
ToxicologiaToxicologia
Intoxicação
• Sinais Clínicos (Intoxicação Crônica)
– II. Pela adição dos efeitos causados por 
exposições repetidas, sem que o tóxico se 
acumuleno organismo.
– Esse é o caso da intoxicação a longo prazo pelo 
dissulfeto de carbono (CS2)
– Intoxicação a longo prazo pela soma dos efeitos 
provocados pelo agente tóxico. a) inicio das 
alterações bioquímicas ou fisiológicas que se 
acumulam após cada exposição; b) surgimento 
dos sintomas clínicos; c) morte do organismo.
– Deve-se fazer distinção entre exposição a curto (aguda) ou a longo prazo (crônico) e aos 
efeitos agudos e crônicos.
– Assim uma única dose de triortocresilfosfato (TOCP), produz no homem, lesão nervosa 
permanente, portanto uma exposição a curto prazo (aguda), conduziu a um efeito crônico.
– Em certos casos, após uma exposição a curto ou médio prazo (aguda ou subaguda), a 
lesão só aparecerá depois de um período de latência.
– A aplicação de dimetilnitrosamina ( um solvente) em ratos, sobrevem uma necrose hepática, 
entretanto a capacidade de regeneração do órgão permite rápida cura, porém quando 
mantido vivos, contata-se o desenvolvimento de tumores renais a posteriori.
41
ToxicologiaToxicologia
Intoxicação
• Classificações
– Quanto à intensidade dos efeitos observados, a intoxicação poderá ser: letal, 
grave, moderada ou leve.
– Da mesma forma que para outras patologias, a intoxicação, como doneça, 
poderá ser percebida nas fases subclínicas e clínicas
• Subclínicas – sua detecção pode se dar por meio de análises laboratoriais 
específicas, pelo uso de parâmetros toxicológicos propriamente ditos, 
bioquímicos, hematológicos, etc.
• Clínica – o diagnóstico clínico se da por meio da anamnese e da retaguarda 
confirmatória dos exames laboratoriais.
• Espectro do Efeito Tóxico
– O conceito de toxicologia engloba o conhecimento de todos os efeitos de todos 
os agentes sobre todos os sistemas biológicos, o que lhe confere amplidão 
irrestrita, uma vez que todas as substâncias químicas são capazes de, sob 
determinadas condições de exposição, produzir efeito tóxico em determinado 
sistema biológico.
• Classificação dos Efeitos Tóxicos
– Efeito Local – é aquele que ocorre no local do primeiro contato entre o 
organismo e o agente tóxico. Substância corrosivas e agentes irritantes.
– Efeito Sistêmico – mais comum de ocorrer, requer absorção e distribuição do 
agente desde o ponto de entrada ate um local distante (órgão-alvo), onde os 
efeitos deletérios são produzidos.
ToxicologiaToxicologia
Intoxicação
• Classificação dos Efeitos Tóxicos (continuação...)
– Efeito imediato – é aquele que aparece ou se desenvolve logo após a 
exposição, única ou repetida.
– Efeito Retardado – é aquele que aparece após um lapso de tempo. Os efeitos 
carcinogênicos, só irão surgir após um longo espaço de tempo, 10 a 20 anos, 
depois de cessada a exposição
– Efeito Reversível – é aquele que ocorre em tecidos e desaparece após 
cessada a exposição.
– Efeito Irreversível – estes efeito persistirão mesmo após o término da 
exposição. Exemplos são os carcinomas, mutações, cirrose hepática e danos 
neurais.
– Efeitos Morfológicos – referem-se às mudanças macro e microscópicas na 
morfologia do tecido. Exemplo necroses e as neoplasia. São irreversíveis.
– Efeitos Funcionais – usualmente representam mudanças reversíveis nas 
funções dos órgãos-alvo – os morfológicos não. E as mudanças funcionais são 
geralmente detectadas antes ou em exposições a doses baixas, quando 
comparadas com as morfológicas.
– Efeitos Bioquímicos – quando se trata de “alterações ou efeitos bioquímicos”
comumente isso de dirige a efeitos sem aparentes modificações morfológicas. 
Como a inibição da acetilcolinesterase.
42
ToxicologiaToxicologia
Intoxicação
• Classificação dos Efeitos Tóxicos (continuação...)
– Efeitos Somáticos – é aquele que afeta uma ou mais funções da vida 
vegetativa.
– Efeitos Germinais – diz respeito às perturbações das funções reprodutivas, 
integridade dos descendentes e desenvolvimento de tumores.
– Reações Alérgicas – também conhecidas com hipersensibilidade ou 
sensibilização a determinado toxicante resultam da sensibilização prévia a ele 
ou a outro toxicante que seja quimicamente similar. A ação do toxicante com 
uma proteína endógena, origina um antígeno, o que leva à formação de 
anticorpos. Uma exposição subseqüente ao agente resultará na interação 
antígeno-anticorpo, o que provoca manifestação tipicamente alérgica, diferente 
do efeito usual, porque requer exposição prévia.
– Reações Idiossincráticas* – é aquela determinada geneticamente e se 
caracteriza por reatividade anormal ao agente químico. A falência muscular 
prolongada e a apnéia de certos pacientes apresentam após doses-padrão de 
succinilcolina, em razão da deficiência de colinesterase sérica, responsável pela 
degradação da succinilcolina que ocorre, via de regra, rapidamente.
*Disposição do temperamento do indivíduo, que o faz reagir 
de maneira muito pessoal à ação dos agentes externos
ToxicologiaToxicologia
Avaliação da Toxicidade
Reunir informações quali-quantitativas sobre a toxicidade das 
substâncias avaliadas1ª Etapa
Identificar os período de exposição nos quais os índices de 
toxicidade são necessários2ª Etapa
Determinar os índices de toxicidade para efeitos não carcinogênicos3ª Etapa
Determinar os indicadores de toxicidade para efeitos não carcinogênicos4ª Etapa
Resumir toda informação sobre a toxicidade da substância5ª Etapa
43
ToxicologiaToxicologia
Avaliação da Toxicidade
Avaliação da toxicidade
Coleta de 
dados
Avaliação ou 
análise dos 
dados
Avaliação da Exposição
Caracterização 
do risco
Para:
•Selecionar a remediação
•Delinear a remediação
•Remediar
ToxicologiaToxicologia
Biomarcadores
• Vigilância Biológica
– A determinação das concentrações ambientais – ambiente em geral e 
do trabalho, solo e água – é essencial para o conhecimento dos níveis 
de contaminação e avaliação de risco.
– Entretanto não permite, estimar com confiabilidade a quantidade total 
absorvida pelo homem ou biota, ou seja a dose interna das 
substâncias.
– O termo dose interna pode representar a quantidade inicialmente
absorvida (exposição recente) ou o produto da sua biotransformação; a 
quantidade armazenada em um ou mais compartimentos do organismo;
ou a quantidade ligada a algum sitio de ação (dose efetiva).
– Entende-se por biomarcador ou indicador biológico o próprio 
xenobiótico ou toxina, seus produtos de biotransformação ou alguma 
alteração bioquímica ou fisiológica precoce.
44
ToxicologiaToxicologia
Biomarcadores
• Biomarcadores de Exposição ou Dose Interna
– O próprio xenobiótico, seu produto de biotransformação ou o produto da 
interação entre o toxicante e uma molécula ou célula-alvo são determinados em 
qualquer compartimento do organismo.
– o parâmetro escolhido como biomarcador de exposição correlaciona-se à
concentração do toxicante no meio ambiente ou na atmosfera do ambiente de 
trabalho.
– Um bom biomarcador de exposição deveria primeiramente, predizer os efeitos 
adversos, em vez de níveis de exposição.
– Vários biomarcadores de exposição estão disponíveis, mas apresentam 
resultados diferenciados.
• Marcadores de meia-vida curta – a dose interna representa a quantidade nédia 
absorvida durante ou uma pouco antes da amostra (amostra de sangue).
• Marcadores de meia-vida intermediária – a dose interna estima a exposição 
ocorrida durantes o(s) dia(s) precedente(s) à amostragem (amostra de solventes 
na urina).
• Marcadores de meia-vida longa – a dose interna integra um período de meses de 
exposição (exame de DNA).
ToxicologiaToxicologia
Biomarcadores
• Biomarcadores de Exposição ou Dose Interna (continuação...)
– Para substâncias que se acumulam no organismo, a dose interna refere-se à
quantidade armazenada no organismo por anos (p. ex., chumbo).
– Algumas vezes, os biomarcadores de dose interna refletem a dosereal ou 
efetiva, isto é, a interação dos produtos intermediários reativos como o sítio-alvo.
– O fator crítico na escolha de um biomarcador de dose interna relevante é o 
conhecimento das bases mecanísticas do endpoint a ser avaliado e da evolução 
dos eventos dessa cadeia, que correlaciona a exposição aos efeitos adversos 
relevantes.
• Biomarcadores de Efeito
– Estende-se por este tipo de biomarcador qualquer alteração bioquímica, 
fisiológica ou comportamental mensurável, a qual, dependendo de sua 
magnitude, pode ser associada à disfunção ou comprometimento da saúde.
– Tais alterações devem ser precoces, ou seja, devem identificar modificações 
recentes e reversíveis, capazes de predizer a fatura resposta do organismo ao 
toxicante em questão.
– Estão relacionadas ao mecanismo de ação tóxica da substância.
45
ToxicologiaToxicologia
Biomarcadores
• Biomarcadores de Efeito (continuação...)
– As três principais estratégias utilizadas no desenvolvimento de 
biomarcadores de efeito são:
• Epidemiológica :
– Tem sido utilizado para identificar biomarcadores associados à resposta tardia 
(efeito/doença)
– Tal estratégia é possível quando o resultado (resposta/efeito) é relativamente 
freqüente e multifuncional na natureza e a determinação do biomarcador é
simples e de baixo custo. Colesterolemia nas doenças cardiovasculares.
• Clínica:
– A maioria bioindicadores de efeito tem sido identificada com base nos processos 
patofisiológicos, a partir das condições clínicas, extrapolando as alterações que 
procedem a doença. Ex. biomarcadores nefrotocicidade.
• Experimental:
– Utiliza estudos in vitro em animais de experimentação para identificar o 
mecanismo de ação tóxica das substâncias.
– Estudos comparativos devem ser realizados para verificar se as alterações no 
marcador de interesse ocorrem tanto no tecido alvo como no periférico.
– Avaliações epidemiológicas devem ser procedidas para avaliar a sensibilidade do 
biomarcador em potencial.
ToxicologiaToxicologia
Biomarcadores
• Biomarcadores de Suscetibilidade
– Qualquer condição, adquirida ou congênita, pode ser utilizada para 
predizer a resposta do organismo ao xenobiótico, uma vez que a 
variabilidade dessa resposta é considerável.
– Vários fatores – idade, dieta, estado de saúde, uso de medicamentos, 
exposição concomitante a outros toxicantes e diferenças e diferenças 
genéticas – podem influenciar a suscetibilidade individual.
– Essas diferenças podem determinar doses efetivas bastantes diversas 
e ainda, mesmo quando as doses no sítio de ação são semelhantes, a 
resposta pode ser marcadamente diferente em função das variáveis 
genéticas.
– Refletem os fatores adquiridos e genéticos que influenciam a resposta, 
identificando na população os indivíduos que apresentam maior risco 
em determinada exposição.
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ToxicologiaToxicologia
Biomarcadores
Neoplasia em 
diferentes partes 
do organismo
Consumo de álcool
Indução de enzimas do citocromo P-450 
(adquirido)
Diminuição da 
função pulmonar, 
pele
Substâncias químicas 
poeiras
Ag.-Ac. Espeçificos (adquirido)
Enfisema 
pulmonarTabaco, irritantes
Deficiência de α 1-antitripsina
Irritação do trato 
respiratório
Irritantes, como tolueno 
diisotiocianato
Deficiência de IgA
Câncer de fígado 
e de bexiga
Aflatoxina, animais 
aromáticas
Polimorfismo acetiladores (acetiladores lentos)
Câncer pulmonarTabaco
Polimorfismo da hidroxilase responsável pela 
biotransformação de hidrocarbonetos arilílicos
(C6H5) (fenótipo hidroxilação da debrisoquina -
droga neurobloqueadora)
(patologia)
RepostaExposição
(toxicante envolvido)Biomarcadores de suscetibilidade
ToxicologiaToxicologia
Biomarcadores
• Estudos Tóxicos-Epidemiológicos
– O uso de biomarcadores nos processos de avaliação de risco permite que 
importantes questões ambientais sejam respondidas quando outros 
instrumentos de produção de informação, como questionários e determinação 
das concentrações ambientais, se mostraram insatisfatórios.
– Os biomarcadores devem, portanto, ser relevantes e válidos. 
• A relevância refere-se à capacidade de o biomarcador oferecer informação sobre o 
risco decorrente da exposição de interesse.
• O termo validade inclui os aspectos laboratoriais e epidemiológicos.
– Fatores que afetam a validade dos biomarcadores:
• Tempo e número de amostra necessárias para garantir uma precisão 
aceitável.
• Avaliação de quão agressivo é o procedimento de coleta na amostragem.
• Tempo de armazenamento, controle e redução da contamina;cão das 
amostras
• Simplicidade e rapidez, exatidão, precisão e limite de detecção da 
metodologia analítica empregada.
• Especificidade do componente a ser detectado e validação da metodologia.
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ToxicologiaToxicologia
Biomarcadores
Lógica do uso de biomarcadores na avaliação de risco
Exposição Dose Efetiva Resposta
Toxicocinética
Marcadores de
dose interna e suscetibilidade
Marcadores de efeito
e de suscetibilidade
Método potencialmente
melhor de se estimar risco
ToxicologiaToxicologia
Biomarcadores
• Erros na validação de biomarcadores
1. O método analítico utilizado para medir a exposição de interesse. O 
método pode não possibilitar inferência sobre todas as fontes de 
exposição biológica ou medir outras exposições além da de interesse 
e, ainda, ser afetado por outras variáveis, como patologias 
concorrentes;
2. Às falhas no protocolo de coleta de dados, dados não especificados 
clara e corretamente, como horário e método de coleta da amostra, 
manipulação da amostra, condições de armazenamento e não aferição 
periódicas dos equipamentos utilizados no estudo;
3. À variação na execução do protocolo. Diferentes métodos de coleta, 
manipulação ou preparação, tempo de armazenamento da mostra, 
validação inexistente ou inadequada do método analítico empregado.
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ToxicologiaToxicologia
Biomarcadores
• Seleção e validação de um biomarcador
1. Identificação e definição do endpoint de interesse;
2. Levantamento dos dados básicos para documentar a relação entre a exposição 
química, possível biomarcador e o endpoint; incluindo dados in vitro e 
estudos em mamíferos e humanos;
3. Escolha do biomarcador específico para os resultados de interesse, com 
considerações do biomarcador para especificidade do marcador em relação à
exposição, e o significado em relação aos resultados para saúde ou mudanças 
patológicas;
4. Considerações de espécimes potencialmente disponíveis para análise, com 
ênfase na proteção da integridade da espécie entre a coleta e a análise e a 
preferência por técnicas não-agressivas;
5. Revisão dos procedimentos analíticos disponíveis para quantificação do 
biomarcador e suas limitações em relação ao limite de detecção, sensibilidade, 
precisão e exatidão;
6. Estabelecimento de protocolo analítico com previsão para controle e garantia de 
qualidade;
7. Avaliação de intra e inter-variação individual de populações não expostas;
8. Análise de banco de dados para estabelecer a relação dose-resposta e dose-
efeita e suas variações com ênfase nos indivíduos suscetíveis;
9. Cálculo ou predição do risco à saúde humana da população em geral ou 
subgrupo;
10. Revisão das considerações éticas e sociais.
ToxicologiaToxicologia
Biomarcadores
Seleção e validação de um biomarcador
Muitos testes diferentes estão 
disponíveisMetaisRespostas imunossupressora
Mais fácil de medir do que a 
análise química
Hidrocarboneto 
Policíclico AromáticoIndução de monooxigenase
Fácil e mais confiável do que a 
análise química
Organofosforados e 
carbamatosInibição da AChE
A falta de consistência da 
casca do ovoDDT, DDE, DicofolFragilidade da casca do ovo
Mais difícil medir do que os 
níveis de cádmioCádmioIndução de metalotionina
Confiável suficientementepara 
substituir a análise químicaChumboInibidor do ALAD
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