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21/04/2018 AVA UNINOVE https://ava.uninove.br/seu/AVA/topico/container_impressao.php 1/11 Aspectos toxicológicos dos metais PERMITIR AOS ALUNOS UMA MELHOR COMPREENSÃO DAS PROPRIEDADES TOXICOLÓGICAS DOS METAIS E DE SEUS EFEITOS NO AMBIENTE E NO ORGANISMO HUMANO. AUTOR(A): PROF. MIRIAM PIMENTEL DE GODOY Definição e classificação de metais São metais os elementos que se encontram situados entre o cobre e o chumbo na tabela periódica de peso atômico e densidade elevada. Exemplos: Cobre (Cu), Zinco (Zn), Cromo (Cr), Cobalto (Co), Chumbo (Pb), Mercúrio (Hg), Cádmio (Cd), Arsênio (As) entre outros. Os metais presentes no ambiente são provenientes de processos naturais ou de atividades antropogênicas (realizadas pelo homem), como a mineração, atividades industriais e despejo de efluentes domésticos. Vale lembrar que são elementos de ocorrência natural que fazem parte da constituição da crosta terrestre e as concentrações naturais variam de acordo com a geologia local. O desgaste das rochas por ação do tempo, do vento e das chuvas e as atividades vulcânicas são responsáveis pela emissão de toneladas de partículas de metais para o meio ambiente. Tais partículas provenientes de processo natural ou de atividades antropogênicas são transportadas através do ar e se depositam em solo e nas águas de rios, lagos e mares. Alguns metais participam, em pequenas quantidades, de certas funções vitais no organismo humano, como, por exemplo, o cobalto, que participa da produção das hemácias, o cobre, que compõe diversas enzimas, e o ferro, que é essencial para a síntese da hemoglobina. Pode-se destacar que vários elementos deste grupo são chamados de micronutrientes essenciais a vida, requeridos por grande parte dos organismos vivos em pequenas concentrações, porém absorvidos em excesso podem causar toxicidade ao meio ambiente e aos seres vivos. Os elementos que não apresentam aspectos benéficos aos seres vivos são designados de “elementos não essenciais” ou “elementos tóxicos”, os quais, não são utilizáveis de nenhuma forma pelos organismos vivos, ao contrário, são extremamente tóxicos aos mesmos. Tais elementos podem ser classificados em: Elementos essenciais: 01 / 10 21/04/2018 AVA UNINOVE https://ava.uninove.br/seu/AVA/topico/container_impressao.php 2/11 Macroelementos: necessários na ordem de grama (sódio, potássio, magnésio e cálcio). Elementos em traço: necessários na ordem de miligrama (ferro, zinco, cobre e manganês). Elementos em ultratraço: necessários na ordem de micrograma ou nanograma (vanádio, cromo, cobalto, níquel, selênio, arsênio, boro e molibdênio). Elementos não essenciais ou microcontaminantes ambientais: são elementos de origem natural e/ou de atividade antropogênica (chumbo, mercúrio, cádmio, berílio, tálio, antimônio, tungstênio, alumínio, estanho e titânio). Elementos essenciais e simultaneamente microcontaminantes ambientais:cromo, manganês, níquel, ferro, zinco, arsênio, molibdênio e cobalto. Características gerais dos metais pesados Os metais pesados, além de peso atômico e densidade elevada, são caracterizados pelo seu brilho, dureza, boa condutividade de eletricidade e calor, maleabilidade, além de elevados pontos de fusão e ebulição.Também são altamente reativos e bioacumulativos, ou seja, não são metabolizados e facilmente eliminados pelos organismos vivos. Tais fatores contribuem para que se possa agrupa-los como elementos amplamente associados à poluição e contaminação ambiental. Os metais pesados se apresentam na natureza em diferentes formas químicas: a elementar ou metálica, a forma inorgânica e os compostos orgânicos, por exemplo: Hg : mercúrio metálico Hg : mercúrio inorgânico (íon metálico de mercúrio) CH Hg: metilmercúrio (composto orgânico de mercúrio) Todas as formas de vida são afetadas pela presença de metais pesados, mas a sua toxicidade está diretamente relacionada à sua forma química, condições da exposição e vulnerabilidade do organismo. Por exemplo: o mercúrio metálico não sofre absorção pelo trato gastrointestinal, ao contrário do metilmercúrio, que é totalmente absorvido por ingestão. As principais propriedades dos metais pesados são os elevados níveis de reatividade e capacidade de sofrer bioacumulação e biomagnificação. Bioacumulação é um processo que ocorre quando um composto químico se acumula em elevadas concentrações nos organismos, independente do nível trófico (nível de nutrição a que pertence um indivíduo ou uma espécie, que indica a passagem de energia entre os seres vivos num ecossistema). 0 +2 3 02 / 10 21/04/2018 AVA UNINOVE https://ava.uninove.br/seu/AVA/topico/container_impressao.php 3/11 A exposição de um ser vivo aquático a uma água contaminada por metais pesados pode provocar absorção pelo organismo, entrando assim nos seus tecidos, e posteriormente, ao servir de alimento a seres de um nível trófico mais elevado, contaminará esse outro organismo, fazendo com que o contaminante suba na cadeia alimentar. A contaminação da cadeia alimentar provoca um aumento da concentração do contaminante a cada nível trófico, designando-se o processo por biomagnificação. É sabido nos dias de hoje que muitos dos problemas ambientais atuais acontecem devido a um acúmulo de poluentes acima da carga crítica de solos, corpos hídricos e sedimentos. Neste caso pode - se especificar os metais pesados porque apesar da ocorrência natural, em algumas regiões podem apresentar teores bastante elevados, afetando o ecossistema, interferindo na cadeia alimentar e causando sérios danos a saúde pública. Aspectos gerais do movimento e da atuação dos metais pesados no organismo Os “metais não essenciais” ou metais pesados são absorvidos pelo organismo humano através dos mesmos processos de transporte utilizados na absorção dos elementos essenciais.É observado um elevado índice de absorção gastrointestinal destes compostos, especialmente em crianças, que estão em constante desenvolvimento.A absorção através da inalação das partículas de metais pesados também representa uma das principais vias de exposição ambiental e ocupacional aos metais pesados. Após a absorção, estes elementos permanecem um tempo longo no sangue e se distribuem amplamente no organismo devido a sua elevada afinidade tecidual, podendo ocorrer depósito nos tecidos, gordura e ossos, dependendo do metal. Pode-se dizer que praticamente não sofrem biotransformação hepática e possuem excreção lenta, sendo a urina, a principal via excretora de metais, seguida das fezes, cabelo e suor. Os metais pesados com configuração eletrônica e propriedades semelhantes às de elementos essenciais atuam por mimetismo, ou seja, competem com os essenciais, interferindo em inúmeras funções celulares e bioquímicas, ou seja, atuam de forma inespecífica no organismo. Alguns mecanismos inespecíficos de ação tóxica dos metais pesados incluem: Afinidade tecidual e complexação com proteínas do tecido; Interferência na homeostase cálcica; Interferência no metabolismo de minerais e vitaminas; Interferência no metabolismo de lipídios, carboidratos e proteínas; Capacidade de interferir com o material genético (RNA e DNA); 03 / 10 21/04/2018 AVA UNINOVE https://ava.uninove.br/seu/AVA/topico/container_impressao.php 4/11 Geralmente a exposição aos metais pesados são ocorrências a médio e longo prazo e as manifestações clínicas inespecíficas e tardias, podendo distribuir-se por todo o organismo, afetando vários órgãos, alterando os processos bioquímicos, organelas e membranas celulares. A intensidade dos efeitos tóxicos e das manifestações clínicas depende da carga corpórea do metal e do sistema biológico afetado. Acredita-se que idosos e crianças sejam mais susceptíveis aos efeitos tóxicos dos metais pesados, considerando que divisões celulares, taxa de metabolismoe de desenvolvimento permitam maior vulnerabilidade para que ocorra a ação tóxica destes compostos. Principais fontes de exposição ocupacional aos metais e efeitos tóxicos na saúde humana Metais Exposição Ocupacional Principais efeitos tóxicos na saúde Chumbo Indústria de baterias automotivas, munições e tintas, em processos de soldagem, na obtenção de chapas e canos de metal e na construção civil e no minério de chumbo (galena). Afeta o sistema nervoso central (encefalopatia) e periférico (neuropatia), provoca hepatites tóxicas, nefropatias, alterações cardiovasculares, endócrinas, distúrbios gastrointestinais e anemia.Prejudica o desenvolvimento físico e intelectual das crianças. Mercúrio Garimpo do ouro, minério de mercúrio (cinábrio), fábricas e recicladoras de lâmpadas fluorescentes, fábricas de termômetros e barômetros, preparo de amálgas dentárias e fábricas de pilhas, Efeitos neurotóxicos como parestesia, ataxia,neurastenia, perda da visão e audição, espasticidade, tremores, convulsões e alucinações. Provoca efeitos irritantes de pele e mucosas, como dermatites e gengivites, lesões renais e alterações no sistema respiratório podendo ocasionar edema pulmonar e pneumotórax. O metilmercúrio é altamente carcinogênico e teratogênico. Cádmio Fundição e refinação de metais como zinco, chumbo e cobre; derivados de cádmio são utilizados na síntese de pigmentos e pinturas, produção de baterias, processos de galvanoplastia e soldagem, acumuladores, estabilizadores de PVC e reatores nuclear. Afeta principalmente sistema renal e respiratório, podendo provocar necrose e degeneração das células tubulares renais e doenças pulmonares obstrutivas, assim como, compromete os ossos provocando osteomalácia e/ou osteoporose. Arsênio Indústrias de fundição e fabricação de produtos agrícolas, conservação da madeira e do couro, fabricação do vidro e metalurgia. Afeta o sistena nervoso sensorial e motor e possui potencial carcinogênico, provocando principalmente câncer de pele e pulmonar. Cromo Em metalurgia para aumentar a proteção a agentes corrosivos, produção de aço, fabricação de tijolos, na curtição de couro e galvanoplastia. Provoca irritação da pele e mucosas, dermatites e possui potencial carcinogênico. 04 / 10 21/04/2018 AVA UNINOVE https://ava.uninove.br/seu/AVA/topico/container_impressao.php 5/11 Ocorrência de contaminação e intoxicação por metais pesados Entre as ocorrências de contaminação por metais pesados, o caso de Minamata, ocorrido em 1953 no Japão, ficou conhecido como o maior caso de contaminação por metilmercúrio, quando a Chisso Fertilizer, uma das maiores indústrias do Japão produtora de fertilizantes químicos, resinas e plásticos despejava metilmercúrio como resíduo industrial na Baía de Minamata. Toda a população que se alimentava de peixes desta baía foi contaminada. Ficou oficialmente reconhecido que 2252 pessoas foram diretamente contaminadas pelo metilmercúrio, sendo que 1043 morreram e um total de 12127 pessoas desenvolveu a doença de Minamata. Na década de 70, no Iraque, Paquistão, Gana e Guatemala ocorreram vários casos de contaminação de agricultores e seus familiares que utilizavam grãos tratados com fungicida à base de metilmercúrio na confecção de pães caseiros. Em Sorocaba, 62 km da cidade de São Paulo, na Rede Ferroviária Federal S.A, um vazamento de mercúrio contaminou 10 adolescentes com idade entre 13 e 17 anos. O mercúrio metálico era proveniente de um reator elétrico desativado. Na Bahia, na cidade de Santo Amaro, a 70 km de Salvador foi instalada uma metalúrgica na década de 60, a Cobrac (Companhia Brasileira de Chumbo) para processar o minério de chumbo (galena) retirado da Chapada da Diamantina. As primeiras evidências de contaminação surgiram na década de 70, quando pesquisadores detectaram elevadas concentrações de chumbo em animais, no ambiente aquático, como no rio Subaé, além de níveis elevados de chumbo e cádmio em pescadores e trabalhadores da Cobrac. Nas décadas de 80 surgem casos de contaminação em crianças e de 90 a Cobrac fecha e deixa resíduos de metais dentro e fora da empresa, o que deu continuidade aos casos de contaminação. Somente a partir de 2000 se inicia a busca por soluções de descontaminação e avaliação de risco pelas autoridades competentes. A Indústria de acumuladores Ajax, uma das maiores fábricas de baterias automotivas do país localizada no km 112 da Rodovia Bauru-Jaú, contaminou com chumbo expelido pelas suas chaminés 123 crianças. Foram constatados ainda a contaminação de animais, leite, ovos e outros produtos agrícolas de regiões próximas do local. A cidade de Paulínia, em São Paulo também foi contaminada pela Shell Química do Brasil. No bairro Recanto dos Pássaros, que fica ao lado da fábrica, constataram a presença de elevados níveis de cobre, zinco, alumínio, cádmio, arsênio e manganês no organismo da população. 05 / 10 21/04/2018 AVA UNINOVE https://ava.uninove.br/seu/AVA/topico/container_impressao.php 6/11 A companhia Ingá, indústria de zinco, situada a 85 km do Rio de Janeiro, na ilha da Madeira, que atualmente está desativada, transformou-se na maior área de contaminação de lixo tóxico no Brasil. Metais pesados como zinco, cádmio, mercúrio e chumbo contaminaram o solo, a água e atingiram o mangue, afetando a vida da população. Isso ocorreu porque os diques construídos para conter a água contaminada não receberam manutenção adequada por vários anos, e dessa forma os terrenos próximos foram inundados, contaminando a vegetação do mangue. Os meios de comunicação têm noticiado casos de contaminação por metais pesados, principalmente por chumbo e mercúrio. Contudo, a maioria da população não tem informações precisas sobre os riscos e as consequências da contaminação por esses metais para a saúde humana. Movimento dos metais no meio ambiente Através de ciclos biológicos e geológicos os metais são redistribuídos naturalmente no ambiente. Intoxicações endêmicas pelos metais ocorrem por meio de concentrações ambientais naturalmente altas em determinadas regiões. Ciclos geológicos: os metais emitidos da crosta terrestre são transportados através do ar para rios e oceanos, sendo incorporados aos sedimentos ou retomados na formação da água da chuva para posteriormente serem depositados novamente em outros locais. Ciclos biológicos: transportam os metais através da bioacumulação e biomagnificação por plantas e animais resultando na incorporação destes elementos tóxicos na cadeia alimentar. Exemplo: ciclo do mercúrio Uma vez liberado, o mercúrio permanece no meio ambiente, circulando entre o ar, a água, o sedimento, o solo, e a biota, onde assume diversas formas químicas. A maioria das emissões para o ar ocorre na forma do mercúrio elementar, que é muito estável podendo permanecer na atmosfera por meses ou até anos, possibilitando seu transporte por longas distâncias ao redor do globo. O vapor de mercúrio presente na atmosfera pode se depositar ou é convertido na forma solúvel retornando à superfície terrestre nas águas da chuva. A partir dai duas importantes alterações químicas podem ocorrer: O metal pode ser convertido novamente em vapor de mercúrio e retornar à atmosfera, ou pode ser "metilado" pelos microorganismos presentes nos sedimentos da água, se transformando em metilmercúrio.O metilmercúrio é a forma química do metal de maior importância do ponto de vista toxicológico. É a mais estável no ambiente e de maior importância ambiental e epidemiológica, pois sofre acúmulo em peixes oferecendo sérios riscos à saúde da população que os consome. 06 / 10 21/04/2018 AVA UNINOVE https://ava.uninove.br/seu/AVA/topico/container_impressao.php 7/11 Tratamento das intoxicações por metais pesados: A eficácia do tratamento das intoxicaçõespor metais é limitada porque depende muito do grau de exposição e da carga corpórea do metal no organismo. Além disso, é importante que se faça um diagnóstico precoce da intoxicação, pois quanto antes for detectado a presença do metal no organismo, mais fácil a sua eliminação. Após a confirmação da intoxicação por metal é de fundamental importância identificar a fonte de exposição, ou seja, verificar se ocorre exposição ocupacional ou a ingestão de água e alimentos contaminados e afastar o paciente. O tratamento é sintomático e consiste basicamente na terapia de quelação. Os principais quelantes disponíveis atualmente para uso terapêutico são: Dimercaprol (BAL) ou (2,3-dimercaptopropanol), D- penicilamina, EDTA - CaNa2 (ácido etilenodiamino- tetracético cálcico dissódico) e Desferoxamina. Os metais podem reagir com os seguintes grupamentos químicos: -OH, -COO-, -SH; -NH2 e -PO3. Um agente quelante possui dois ou mais desses grupamentos em sua estrutura química, permitindo a ligação covalente do cátion metálico e formando um composto estável, que será então eliminado através da urina. 07 / 10 21/04/2018 AVA UNINOVE https://ava.uninove.br/seu/AVA/topico/container_impressao.php 8/11 O emprego da terapia da quelação deve ser avaliada em cada caso quanto à relação RISCO x BENEFÍCIO, principalmente em crianças que estão em fase de crescimento. Isso se explica pelo fato dos quelantes possuírem eficácia limitada, ou seja, possuem a capacidade de complexar o metal presente no sangue, mas não sequestram o metal depositado nos tecidos. Além disso, são inespecíficos em sua ação, quelando elementos essenciais ao nosso organismo e provocando efeitos indesejáveis. Logo, devem ser analisados quanto ao seu desempenho e eficácia, tempo de uso e incidência de efeitos adversos, como a deficiência de vitaminas e minerais, distúrbios eletrolíticos, comprometimento renal, reações alérgicas, entre outros. ATIVIDADE FINAL Qual das seguintes alternatvas NÃO é uma das principais vias excretoras de metais? A. suor B. cabelo C. fezes D. urina E. ar exalado 08 / 10 21/04/2018 AVA UNINOVE https://ava.uninove.br/seu/AVA/topico/container_impressao.php 9/11 REFERÊNCIA ANDRADE, Maiza Ferreira; MORAES, Luiz Roberto Santos. Contaminação por chumbo em Santo Amaro desafia décadas de pesquisas e a morosidade do poder público. Ambiente & Sociedade, São Paulo, v.16, n.2, p.63-80, abr-jun 2013. AZEVEDO, Fausto Atônio; CHASSIN, Alice A. da Mata. Metais: Gerenciamento da toxicidade. São Paulo: Atheneu, 2003. 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Empresa Acumuladores Ajax, de Bauru, foi interditada e multada pela Cetesb, mas alega que está dentro das normas. Chumbo pode ter contaminado área. Folha de S. Paulo, São Paulo, 12 abr 2012. Disponível em< http://www1.folha.uol.com.br/fsp/cotidiano>. Acesso em 29/09/2014. KORMANN, Alessandra. Já são 123 crianças contaminadas com chumbo em Bauru. Folha de S.Paulo, São Paulo, 30 abr 2012. Disponível em < http://www1.folha.uol.com.br/fsp/cotidiano>. Acesso em 29/09/2014. OGA, Seizi; CAMARGO, Marcia Maria de Almeida; BATISTUZZO, José Antônio de Oliveira. Fundamentos de Toxicologia. São Paulo, Atheneu, 2008. TONOCCHI, Mario. Laudo aponta contaminação em área da Shell em Paulínia. Folha Online, Campinas, 02 abr. 2001. Disponível em <www1.folha.uol.com.br/fsp/campinas>. Acesso em 29/09/2014. 09 / 10 21/04/2018 AVA UNINOVE https://ava.uninove.br/seu/AVA/topico/container_impressao.php 10/11 10 / 10 21/04/2018 AVA UNINOVE https://ava.uninove.br/seu/AVA/topico/container_impressao.php 11/11
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