AVALIAÇÃO TOXICOLÓGICA E CLASSIFICAÇÃO DE RISCO

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AVALIAÇÃO TOXICOLÓGICA E
CLASSIFICAÇÃO DE RISCO
DEMONSTRAR AO ALUNO A IMPORTÂNCIA DA REALIZAÇÃO DOS ENSAIOS EXPERIMENTAIS EM
ANIMAIS NA CLASSIFICAÇÃO DO POTENCIAL TÓXICO DE UMA SUBSTÂNCIA, BEM COMO, NOÇÕES
GERAIS SOBRE O PROCESSO DE AVALIAÇÃO DE RISCO.
AUTOR(A): PROF. MIRIAM PIMENTEL DE GODOY
AVALIAÇÃO TOXICOLÓGICA: Análise dos dados toxicológicos de uma substância com o objetivo de
classificar seu potencial tóxico e a finalidade de fornecer informações seguras a respeito do seu emprego.
Os dados toxicológicos são as informações toxicológicas de uma substância obtidas através de estudos
experimentais em animais, in vitro e registro de casos.A princípio, um conjunto de testes deve ser realizado
para cada nova substância a ser utilizada ou produzida em larga escala. No Brasil, a Resolução 1/78 (D.O.
17/10/78) do Conselho Nacional de Saúde, estabelece 5 tipos de ensaios de toxicidade: aguda, subaguda,
crônica, teratogenia e embriotoxicidade e estudos especiais (mutagênicos, carcinogênicos, de
comportamento, entre outros).
De acordo com o emprego da substância e o seu grau de perigo para o homem, pode-se definir quais os
testes que devem ser realizados em situações específicas. Os testes são planejados para demonstrar que tipo
de efeito tóxico uma substância química produz e poder estabelecer suas condições de risco e segurança na
exposição humana. A relação dos testes toxicológicos pode variar de um país para outro, mas inclui
basicamente os seguintes estudos:
1. Informações preliminares
2. Toxicidade aguda
3. Toxicidade subcrônica e crônica
4. Potencial neurotóxico
5. Potencial mutagênico
6. Potencial carcinogênico
7. Reprodução e Embriofetotoxicidade
8. Sensibilização cutânea e efeitos locais sobre pele e olhos
9. Ecotoxicidade
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Os estudos devem seguir os protocolos (guidelines) publicados por entidades internacionalmente
reconhecidas, tais como a Organização para a Cooperação e o Desenvolvimento Econômico (OECD -
Organisation for Economic Co-operation and Development) e/ou a Agência de Proteção Ambiental dos
Estados Unidos (Environmental Protection Agency), bem como, devem ser conduzidos de acordo com as
Boas Práticas Laboratoriais (BPL).
Informações preliminares:
Esta fase representa o início de um processo de avaliação toxicológica e têm por objetivo conhecer a
substância que será submetida aos estudos de toxicidade.Os objetivos desta fase de estudo são:
Determinação de seus parâmetros físico-químicos;
Estudo de toxicocinética e toxicodinâmica;
Estudo da relação dose-resposta e dose-efeito;
Estabelecer os níveis de toxicidade de uma substância (NOEL, LOEL e DL50)
NOEL: No Observable Effect Level (nível de nenhum efeito observado)
LOEL: Lowest Observable Effect Level (menor dose de efeito observado)
DL : Dose necessária para causar morte em 50% do grupo experimental.
Para uma melhor compreensão da diferença entre os dois tipos de relações, torna-se necessário conceituar
dose, efeito e resposta.
Dose: quantidade de uma substância química administrada a um organismo e geralmente expressa pela
unidade de peso corpóreo, a qual pode não ser idêntica à dose absorvida.
Os termos Efeito e Resposta, muitas vezes podem ser usados como sinônimos, entretanto na Toxicologia se
diferenciam:
Efeito: termo empregado para denominar uma alteração biológica.
Resposta: indica a proporção de uma população que manifesta um efeito definido ou a taxa de incidência
de um efeito.
Alguns efeitos podem ser medidos em uma escala graduada de intensidade ou gravidade, relacionando sua
magnitude diretamente com a dose, denominados “efeitos graduados” ou “quantitativos”. Outros efeitos
são expressos somente dizendo se estão “presentes” ou “ausentes”, denominados “efeitos quânticos”.
Curvas Dose-efeito e Dose-resposta
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As relações dose-efeito e dose-resposta são representadas por curvas que são construídas a partir de
observações feitas em estudos experimentais com animais. Em geral estas curvas são sigmoides, mas
também podem apresentar formas lineares e dependendo da variável avaliada, existem dois tipos de
relações possíveis:
Quantitativa ou relação dose-efeito: demonstra a relação entre a dose e a intensidade de um efeito
graduado, indica alteração biológica individual. Exemplo: relação entre a % de carboxiemoglobina no
sangue e a intensidade da hipóxia tecidual.
Quantal ou relação dose-resposta: Indica a proporção da população que manifesta um efeito quântico ou do
tipo “tudo ou nada”. Por exemplo, a definição experimental de DL50 é a dose que causa uma resposta de
50% em uma população em que o efeito medido foi letalidade.
Toxicidade aguda:  Este estudo é caracterizado pela administração ou exposição da substância química
numa dose única (ou múltiplas num espaço de 24 horas), utilizando pelo menos duas espécies. A substância
deve ser testada em diferentes espécies de animais e em ambos os sexos e o período de observação pode
durar até 14 dias.
Os principais objetivos deste estudo são:
Avaliar a toxicidade intrínseca da substância química;
Avaliar a suscetibilidade das espécies.Identificar possíveis órgãos e sistemas sensíveis;
Determinar se os efeitos são reversíveis;
Promover o delineamento e seleção dos níveis de dosagem para estudos mais prolongados (toxicidade
crônica);
Conduzir ao cálculo da DL (ou CL );
Atualmente o teste tradicional de obtenção da DL (ou CL ) caiu em desuso e foi substituído pelo teste de
dose fixa, o qual classifica a substância de acordo com a dose máxima não letal.A vantagem do teste de dose
fixa reside na redução do número de animais e na possibilidade de minimizar seu sofrimento, uma vez que
não há necessidade de ocorrência de morte.
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Testes de toxicidade subcrônica e crônica: Resultam de exposições repetidas ao agente tóxico.
Subcrônica: 1 a 3 meses
Crônica: mais de 3 meses
Os testes devem ser realizados com pelo menos, 2 espécies animais e 3 doses experimentais (mínima,
intermediária e máxima) e um grupo experimental de animais para cada dose testada.Os principais
objetivos destes estudos são:
Subcrônica:
Estabelecer os níveis nos quais não se observam efeitos tóxicos; 
Estudar mais efetivamente órgãos alvos e determinar aqueles com mais susceptibilidade;
Providenciar dados sobre dosagens seletivas para estudo de toxicidade crônica;
Crônica:
Verificar níveis máximos de doses que não produzem sinais de toxicidade aparente quando administrados
durante a maior parte da vida do animal;
Verificar possíveis efeitos que não são esperados nos estudos de toxicidade subcrônica e outros
parâmetros bioquímicos que permitem uma melhor avaliação de todos os órgãos e funções,
principalmente função renal e hepática;
Confirmar o mecanismo de ação tóxica das substâncias químicas;
Os animais devem ser examinados durante todo o experimento. Os parâmetros mais comuns observados
são:
Alterações macroscópicas: peso, volume de urina, consumo de água e de alimento e alterações externas;
Alterações comportamentais;
Alterações no sistema respiratório e circulatório;
Determinação de parâmetros bioquímicos e hematológicos;
Necropsia e exames histopatológicos;
Os estudos de toxicidade crônica diferem do estudo de toxicidade subcrônica apenas quanto ao tempo de
duração do teste. Porém, os testes subcrônicos não são testes seguros para prever efeitos mutagênicos ou
carcinogênicos,o que é permitido através da realização dos estudos crônicos.
Potencial Neurotóxico: Os estudos realizados para avaliar o potencial neurotóxico de uma substância
resultam de exposições repetidas por tempo prolongado e utilizam modelos experimentais capazes de
indicar alterações na função cognitiva, sensorial motora dos animais.
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Potencial Mutagênico: Compostos mutagênicos são substâncias capazes de induzir alterações no material
genético das células, podendo caracterizar uma mutação somática (tecidual) ou germinal. Os principais
objetivos deste estudo são:
Avaliar o perigo da lesão ao material genético;
Avaliar a transmissão hereditária das mutações;
Prever o potencial carcinogênico da substância;
Os efeitos mutagênicos das substâncias químicas podem ser avaliados através de ensaios realizados in vitro
e in vivo. Os ensaios realizados in vitro, são testes de genotoxicidade utilizando fungos e bactérias e
indicados na triagem rotineira na avaliação de toxicidade de diversas substâncias químicas. Um dos
principais testes realizados in vitro é o teste de Ames, o qual utiliza a Salmonella Tiphyimurium como
indicador e sugere potencial mutagênico da substância quando detectado alteração no genoma bacteriano.
Os testes in vivo, realizados em animais oferecem grandes vantagens, especialmente a de reproduzir as
condições de exposição humana e incluem:
Observação de alterações cromossômicas em células de medula;
Pesquisa de micronúcleos em linfócitos de sangue periférico;
Teste do dominante letal;
É importante ressaltar que estes testes apenas conseguem prever o potencial carcinogênico das substâncias
genotóxicas, ou seja, não avaliam substâncias que produzem câncer por mecanismos não genotóxicos.
Potencial Carcinogênico: As evidências de carcinogenicidade só podem ser comprovadas através de estudos
de origem epidemiológica e experimentais em animais. Estes últimos são divididos em:
Evidências primárias: análise macroscópica, análise histológica e necropsia completa;
Evidências secundárias: Testes específicos para detectar lesão de DNA;
Condições do estudo: no mínimo 2 espécies de animais e 2 doses experimentais da substância:
DMT: maior dose é a dose máxima tolerada, que não provoca no animal uma perda de peso superior a 10%
e não induz mortalidade ou sinais clínicos de toxicidade.
DMT/2: A menor dose corresponde à metade da DMT.
As evidências secundárias completam a avaliação final do potencial carcinogênico de uma substância. Os
testes podem ser divididos em:
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Testes específicos de curta duração: detecção de danos ao DNA, alterações cromossômicas e ensaios de
transformação;
Testes de longa duração para avaliação da carcinogenicidade: bioensaios em órgãos específicos e modelos
de múltiplas etapas em animais;
As agências regulatórias como a IARC (International Agency for Research on Cancer) e EPA (Environmental
Protection Agency) estabelecem critérios na classificação do potencial carcinogênico de uma substância, ou
seja, para ser classificada como comprovadamente carcinogênica para o homem, a substância deve ter
apresentado evidências satisfatórias de carcinogenicidade em animais experimentais e no homem através
de evidências epidemiológicas.
 Reprodução e Embriofetotoxicidade: Os estudos de desenvolvimento devem ser realizados em 3 fases:
Primeira fase: avalia o potencial tóxico do composto químico sobre a fertilidade e o desempenho
reprodutivo.
Os animais, machos e fêmeas, são expostos à substância química durante um período antes do
acasalamento e, depois, com as fêmeas prenhas continua a exposição durante a gestação e lactação.Ao meio
termo da gestação procede-se o sacrifício da metade dos animais para a constatação de anormalidades
uterinas, continuando a exposição da outra metade do grupo até o final da lactação.Ao final, a prole é
sacrificada e são observados: número, sexo, peso corpóreo e anomalias viscerais dos filhotes.
Segunda fase: avalia o potencial tóxico do composto sobre a organogênese.
O grupo experimental de animais é composto por fêmeas prenhas não tratadas com a substância química.A
exposição ocorre no início da gestação durante o período da organogênese através de doses diárias na dieta
dos animais.Os dados observados são: peso da placenta, número, sexo e peso dos filhotes, mortalidade,
anormalidades externas e internas, exames histológicos e análise do esqueleto.
Terceira fase: avalia os efeitos da substância sobre o desenvolvimento peri/pós-natal.
A exposição à substância é iniciada no último terço da gestação do animal até o desmame. Neste estudo a
prole é avaliada quanto ao seu desenvolvimento somático, neuromotor, sensorial e comportamental.
Teste de Ecotoxicidade:  São testes que avaliam o impacto ambiental dos agentes químicos através de
ensaios realizados em organismos vivos que representam o ecossistema.Os organismos testes que podem
ser utilizados são microcrustáceos, peixes, algas, plantas, minhocas, abelhas, etc.
Sensibilização cutânea e Irritação local de pele/olhos:
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Este estudo geralmente é realizado através de aplicações tópicas ou injeções intradérmicas repetidas da
substância em coelhos ou cobaias por um determinado período de sensibilização.Após 2 ou 3 semanas da
última exposição, os animais são submetidos a uma dose não irritante da substância e o aparecimento do
eritema é monitorado.
Na avaliação de irritação local sobre pele e olhos, os testes podem ser divididos em:
Irritação aguda: avalia a resposta de uma aplicação única;
Irritação cumulativa: avalia a resposta de exposições repetidas;
Irritação fotoquímica: avalia a resposta resultante da exposição à luz;
Os parâmetros avaliados para a pele são: eritema, escara, edema e corrosão. Para os olhos, observam-se
alterações da conjuntiva, córnea, íris e cristalino.
Para maiores informações sobre os protocolos dos testes toxicológicos, consultar o link abaixo:
http://www.oecd-ilibrary.org/environment/oecd-guidelines-for-the-testing-of-chemicals-section-4-
health-effects_20745788 (http://www.oecd-ilibrary.org/environment/oecd-guidelines-for-the-testing-of-
chemicals-section-4-health-effects_20745788)
Extrapolação dos dados toxicológicos
A finalidade do processo de Avaliação Toxicológica é fornecer condições para o processo de Avaliação de
Risco e estabelecer Limites de Segurança para a exposição humana. Os modelos de experimentação em
animais apresentam limitações, podendo subestimar ou superestimar o potencial tóxico de uma substância.
O problema mais difícil na extrapolação dos dados de animais para o homem é a conversão de uma espécie
a outra. Geralmente são mais comuns as diferenças quantitativas na resposta tóxica do que as qualitativas.
Para estabelecer um limite de exposição para as substâncias químicas a partir de dados experimentais em
animais utiliza-se um fator de segurança (FS), a fim de resolver as incertezas da extrapolação.
O qual é estabelecido a partir da fórmula:  
NOEL (No Observable Effect Level)
Em geral, a grandeza do fator de segurança depende do grau de perigo de uma substância, o qual é
determinado após uma análise geral sobre seus dados toxicológicos.Geralmente os FS variam de 1 a 5.000 e
quanto maior o grau de perigo de uma substância, maior a grandeza atribuída ao FS para permitir uma
maior margem de segurança para o homem.
AVALIAÇÃO DE RISCO
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Após a finalização do processo de avaliação toxicológica inicia-seo processo de avaliação de risco, quando
todos os dados toxicológicos de uma substância são analisados para finalmente poder classificar o risco.Em
1983, a Academia Nacional de Ciências dos EUA publicou um manual que padronizou todo o processo de
avaliação de risco, no qual estão incluídas as seguintes etapas e definições:
1. Identificação do perigo
2. Avaliação dose-resposta
3. Avaliação da exposição
4. Caracterização do risco
Risco: probabilidade de uma substância produzir efeito nocivo em condições específicas de exposição.
Segurança: probabilidade de uma substancia não produzir efeito nocivo em condições específicas de
exposição.
Perigo: Capacidade da substância para causar um efeito nocivo.
 
 
 
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INFORMAçõES ATUAIS SOBRE OS TESTES DE
TOXICIDADE
Os testes toxicológicos utilizados para avaliação da toxicidade de muitos produtos vêm sendo
frequentemente discutidos e por vezes substituídos por conta dos avanços na ciência e
tecnologia.De acordo com a resolução normativa nº17 de 03 de julho de 2014, publicada no dia
04/07/2014 no Diário Oficial da União pelo Conselho Nacional de Controle de Experimentação
Animal (Concea), o Brasil passará a validar métodos alternativos em substituição dos testes
toxicológicos já existentes. Segundo a norma, é considerado alternativo “qualquer método que
possa ser utilizado para substituir, reduzir ou refinar o uso de animais em atividades de pesquisa".
Após os métodos alternativos serem reconhecidos e validados pelo Concea em plenárias, fica
estabelecido um prazo de 5 anos para a substituição do método original pelo alternativo.
http://www.abc.org.br/article.php3?id_article=2948
http://www1.folha.uol.com.br/ciencia/2014/07/1481586-brasil-vai-validar-metodos-alternativos-a-
testes-em-animais.shtml
ATIVIDADE FINAL
Com respeito a relações dose-resposta, qual das seguintes afirmações é
verdadeira?
A. Relações dose-respostas graduadas são referidas como respostas "tudo ou nada"
B. Relações dose-respostas quantais permitem a análise da resposta de uma população a diferentes
dosagens.
C. Relações dose efeitos indicam a proporção de uma população que manifesta um efeito quântico.
D. Relações quantais descrevem a resposta biológica individual de um organismo em diferentes
dosagens.
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REFERÊNCIA
AMDUR, Mary. O.; DOULL, John.; KLAASSEN, Curtis D. Casarett and Doull's Toxicology: The Basic Science
of Poisons. New York, Pergamon Press, 2001. 
KLAASSEN, Curtis D; WATKINS LII, John B. Fundamentos em Toxicologia de Casarret e Doull (Lange). Rio
de Janeiro, McGrawHill Brasil, 2012.
LARINI, Lourival.Toxicologia.  São Paulo, Manole, 1997.
OGA, Seizi; CAMARGO, Marcia Maria de Almeida; BATISTUZZO, José Antônio de Oliveira. Fundamentos de
Toxicologia. São Paulo, Atheneu, 2008. 
 
 
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