2- Avaliação de Toxicidade

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Avaliação de Toxicidade
Aula 2
Toda substância, pode ser considerada agente tóxico, dependendo das condições de exposição como dose administrada ou absorvida, tempo e freqüência de exposição (dose única ou doses múltiplas), vias (respiratória, oral, dérmica, parenteral). 
É necessário conhecer as condições seguras de uso de substâncias químicas tóxicas para a saúde humana
Uma substância altamente tóxica promoverá efeito tóxico quando empregada em pequenas quantidades, enquanto que substâncias de baixa toxicidade necessitam de altas doses para promoverem efeito tóxico.
Dose – especifica a quantidade de uma substância química administrada a um organismo vivo, geralmente expressa por unidade de peso corpóreo.
Concentração – indica a quantidade de agente químico a que um organismo foi exposto.
Relação dose/efeito e relação dose/resposta
Relação dose/efeito: aumento da dose promove aumento do efeito, indica a alteração biológica individual 
Relação dose/resposta: indica a proporção da população que manifesta um efeito definido.
A resposta é a taxa de incidência de um efeito.
Curva Dose-efeito
Curva dose-resposta
Para o estabelecimento da curva dose resposta/efeito devem ser assumidas as seguintes afirmativas:
a) a resposta obtida num experimento seja resultante do agente químico administrado.
b) a resposta esteja de fato relacionada com a dose administrada
	b.1) existir um sítio molecular ou receptor com o qual a substância interage produzindo uma resposta (resposta deve ser quantificável)
	b.2) a resposta e o grau dessa resposta estão relacionados com a concentração do agente tóxico no sítio de ação.
	b.3) a concentração neste sítio de ação está relacionada com a dose administrada. 
Cada indivíduo de uma população tem uma tolerância singular e requer uma certa dose antes de apresentar um efeito, ou seja, existe uma dose um tanto baixa para a qual nenhum indivíduo irá apresentar o efeito como uma dose alta para a qual todos responderão.
Fatores que influenciam na aceitação de risco
Necessidade de uso da substância
Existência de alternativas ao uso da substâncias
Previsão da extensão do uso e exposição pela população
Considerações econômicas
Efeitos no ambiente
Conservação de reservas naturais
Ensaios de avaliação de toxicidade
No Brasil, a Resolução 1/78 (D.O. 17/10/1978) do Conselho Nacional de Saúde estabelece os tipos de ensaios de toxicidade. Os testes são realizados em substâncias a serem produzidas em larga escala Vigente: 466/12
A lista de estudos pode variar de um país para o outro, mas basicamente inclui os seguintes tópicos:
Informações preliminares 
Toxicocinética
Toxicidade aguda
Toxicidade sub-crônica (curta duração)
Toxicidade crônica (longo prazo)
Mutagênese e carcinogênese
Reprodução e teratogênese
Sensibilidade cutânea
Ecotoxicidade
Informações Preliminares
Tem por objetivo conhecer a substância que será submetida aos estudos de toxicidade
•Estrutura química
•Impurezas
•Propriedades físico-químicas
•Dados de exposição
Toxicocinética
• Informações sobre absorção, distribuição, armazenamento, biotransformação e eliminação.
• Caracterização dos produtos de biotransformação.
• Variações de acordo com a espécie animal.
• Interferências nos sistemas enzimáticos P-450
Toxicidade aguda
Define-se dose letal (DL50) como a concentração de uma substância química capaz de matar 50% da população de animais testados
Dose Letal 50 (DL50)
	Substância	DL50 oral em ratos machos (mg/kg)
	Etanol	7000
	Cloreto de sódio	3000
	Sulfato cúprico	1500
	DDT	100
	Nicotina	60
	Tetrodotoxina	0,02
	Dioxina	0,02
Metodologia DL50
Grupos de 50 animais por dose
Apenas um gênero
Vias de administração: oral, dérmica e inalatória 
Determina a classe toxicológica e as precauções no rótulo
Caracteriza a relação dose resposta que conduz ao cálculo da DL50 
Fornece informações sobre tecidos e órgãos, através de estudos macroscópicos e microscópicos;
Fornece dados sobre outros efeitos: início, natureza e duração da intoxicação associada a morte 
Exemplo: administração de um agente tóxico em animais (grupos de 50 animais), em 4 doses diferentes, por via oral. O efeito observado é a morte.
	CONTROLE 	G1 
(2 mg/kg) 	G2
(4 mg/kg) 	G3
(6 mg/kg) 	G4
(8 mg/kg) 
	0/50	1/50	13/50	27/50	48/50
CLASSIFICAÇÃO DE TOXICIDADE (DL50)
	Classificação de toxicidade 	DL 50 oral em ratos (mg/Kg) 
	Muito tóxica	< 25
	Tóxica	25 a 200
	Nociva	200 a 2000
Teste de dose fixa
Método para a avaliação da toxicidade aguda oral, o qual evitava utilizar o critério morte dos animais como o objetivo final e propôs a observação do aparecimento de sinais claros de toxicidade decorrentes da exposição a uma série de doses fixas
Método Dose Fixa
Método:
5, 50 e 500 mg/kg (começa com 500mg/kg)
5 machos e 5 femeas 
	Dose (mg/kg)	Classe	Toxicidade
	< 5	I	Extremamente tóxico
	5 a 50	II	Altamente tóxico
	50 a 500	III	Medianamente tóxico
	> 500	IV	Pouco tóxico
CLASSIFICAÇÃO DE TOXICIDADE – Dose fixa
(indicação no rótulos de praguicidas)
		Classe	Toxicidade	Rótulo
	I	I	Extremamente tóxico	Faixa vermelha
	II	II	Altamente tóxico	Faixa amarela
	III	III	Medianamente tóxico	Faixa azul
	IV	IV	Pouco tóxico	Faixa verde
Novo Marco Regulatório
Toxicidade sub-crônica
dose de não observação de efeitos (NOEL)
identificar os órgãos afetados e a severidade dos danos após exposições repetidas
determinar se o efeito é devido ao acúmulo da substância ou não
o teste deve ser realizado em pelo menos duas espécies animais, sendo uma não roedora, utilizando pelo menos 3 doses.
21 a 90 dias em roedores; 1 ano para animais de maior porte
caracteriza os efeitos de exposições repetidas 
Exemplo: administração de um agente tóxico em animais, em 4 doses diferentes, por via oral. O efeito observado é lesão hepática.
	CONTROLE	G1:1,25 mg/Kg/dia	G2: 2,5
mg/Kg/dia 	G3: 5
mg/Kg/dia 	G4: 10
mg/Kg/dia
	Não observação de efeito 	Não observação de efeito 	Não observação de efeito 	Lesão hepática leve	Lesão hepática evidente 
NOEL E IDA
IDA: Ingestão diária aceitável
NOEL: No observed effects level
IDA = NOEL______
 fator de segurança
Exemplo: Aspartame:
IDA = 50 mg/kg
NOEL = 5000 mg/kg/dia
Fator de segurança = 100 
 Deve-se observar o consumo de ração, alteração no peso corpóreo e aspectos gerais para se determinar o início da ação tóxica.
Considera-se que o homem é 10 vezes mais sensível que a espécie mais sensível de animal de laboratório.
Considera-se que na espécie humana haverá variações de sensibilidade de até 10 vezes entre os indivíduos. 
Toxicidade crônica
Segue o protocolo básico da toxicidade crônica.
Período deve ser superior a 3 meses (6 meses a 2 anos em roedores e 1 ano em não roedores).
2 espécies, 10 a 50 animais por dose e sexo.
Observam-se os efeitos tóxicos após exposição prolongada (ex: carcinogênese).
Dificuldade: de escolha da espécie animal e das doses, são testes longos e sofrem a influência de muitas variáveis.
Sensibilidade local (pele e olhos)
DRAIZE
Avaliação dos efeitos diretos sobre olhos e pele
Animal: coelho
Teste de Draize (1944) 
Parâmetros avaliados:
Pele: eritema, escara, edema e corrosão
Olhos: alterações da conjuntiva, córnea, íris e cristalino
Irritação reversível ou não reversível (permanece por mais de 14 dias)
	Classe	Olhos	Pele
	I	opacidade da córnea reversível ou não em 7 dias, irritação permanente 	corrosivo 
	II	sem opacidade da córnea, irritação reversível 7 dias 	irritação severa 
	III	sem opacidade da córnea, irritação reversível 72 horas 	irritação moderada 
	IV	sem opacidade da córnea, irritação reversível 24 horas 	irritação leve 
hipernsibilidade cutânea(alergia)
Coelhos ou cobaias
Doses repetidas da substância, com ou sem adjuvantes, por um período de uma a duas semanas
Após duas ou três semanas da última exposição os animais são submetidos a uma dose não irritante e o aparecimento de eritema é monitorado.
Estudos de mutagênese e carcinogênese
Identifica agentes mutagênicos (capazes de provocar modificações no material genético das células,que serão transmitidas às novas células durante a divisão celular)
Teste in vitro: teste de AMES (1975): Cepas de Salmonella typhimurium (dependentes de histidina)
Testes in vivo: cromossomas de células de medula óssea em metáfase, avaliação de leucócitos no sangue periférico e o teste dominante letal (espermatozóides).
Teste de carcinogênese: emprega-se a maior dose tolerada, durante o período médio de vida do animal
Estudos de reprodução e teratogênese
	Avalia a fertilidade, o desempenho para reprodução, potencial teratogênico, toxicidade Peri e pós-natal
	Exposição só do macho; só da fêmea; ambos antes do acasalamento
	Exposição do macho durante a durante a espermogênese ou da fêmea após o acasalamento
	Exposição da fêmea prenhes. Pode-se administrar altas doses no período de organogênese ou doses menores durante toda a gestação para efeitos embriogênicos.
	Observar: comportamento no acasalamento, fertilidade, ocorrências durante a gravidez e após o parto
	Para agentes químicos que atravessam a barreira placentária: informações sobre o desenvolvimento e sobrevivência do embrião no útero.
Ecotoxicidade
	Estuda os efeitos de substâncias liberadas no meio ambiente sobre os organismos vivos
	Monitoramento de substâncias químicas em amostras ambientais. 
	Monitoramento biológico (observação da população de pássaros predadores, morte de abelhas produtoras de mel).
Fatores que podem determinar a ecotoxicidade de uma substância:
	Características químicas possíveis estados de oxidação, impuresas, interações com outros materiais, produtos de degradação)
	Potencial de biodegradação
	Testes de toxicidade aguda
	Testes de toxicidade crônica
	Efeitos radioativos
	Bioacumulação (substâncias lipossolúveis podem entrar na cadeia alimentar)
Bioacumulação é o termo geral que descreve um processo pelo qual substâncias (ou compostos químicos) são absorvidas pelos organismos. O processo pode ocorrer de forma direta, quando as substâncias são assimiladas a partir do meio ambiente (solo, sedimento, água) ou de forma indireta pela ingestão de alimentos quem contém essas substâncias. Esses processos frequentemente ocorrem de forma simultânea, em especial em ambientes aquáticos.
Biomagnificação (ou magnificação trófica) é um fenômeno que ocorre quando há acúmulo progressivo de substâncias de um nível trófico para outro ao longo da teia alimentar. Assim, os predadores de topo têm maiores concentrações dessas substâncias do que suas presas.