A4 AVALIAÇÃO TOXICOLÓGICA DE SUBSTÂNCIAS QUÍMICAS

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A toxicidade de uma substância 
química está determinada pelas 
Propriedades químicas e biológicas do 
composto. 
Frequência de exposição. 
Tempo de exposição. 
AVALIAÇÃO TOXICOLÓGICA 
DE SUBSTÂNCIAS QUÍMICAS 
OBJETIVO 
•Determinar o potencial tóxico da substância 
•Identificar efeitos adversos 
•Garantir segurança da exposição humana com base em 
todas evidências disponíveis na época da avaliação 
Avaliação toxicológica visando identificar efeitos 
Cálculo da dose que o homem pode se expor toda 
a vida sem risco a saúde 
Regulamentação para garantir que a IDA não será 
excedida 
ETAPAS 
Princípios na realização dos 
testes toxicológicos em animais 
1.Os efeitos produzidos pelo composto 
no animal de laboratório devem 
ocorrer também no homem. 
 
2.A exposição de animais de 
experimentação a altas doses de um 
agente tóxico é um método válido e 
necessário para a descoberta dos 
efeitos danosos ao homem 
Avaliação toxicológica de 
substâncias químicas 
Informações preliminares 
Objetivo: conhecer a substância que será submetidos aos 
estudos de toxicidade 
Especificações sobre a substância a ser avaliada 
Pureza 
Características físicas e químicas (cor, odor, ponto de fusão e 
ebulição, densidade, viscosidade, estabilidade e volatilidade) 
Níveis de exposição escolha de doses apropriadas 
Toxicidade esperada (estrutura química) 
Avaliação toxicológica de 
substâncias químicas 
Perfil metabólico e bioquímico 
 Rota, velocidade e grau de absorção da substância 
 Nível de acúmulo em diferentes órgãos e tecidos 
 Metabolismo e natureza dos metabólitos 
 Rota e velocidade de eliminação 
 Balanço metabólico com identificação dos 
metabólitos 
 Efeito de diferentes doses no metabolismo. 
Delineamento de testes futuros 
Recomendação da aceitação ou rejeição do aditivo 
Confiança na extrapolação de dados do animal para o homem 
PERMITEM 
Avaliação toxicológica de 
substâncias químicas 
Metabolismo 
Aditivo 
Enzimas (fígado, rins, TGI) 
Detoxificação 
Eliminação 
Ativação (ligação covalente 
com proteínas, alquilação) 
Carcinogênese 
Ensaios de Toxicidade Aguda 
Efeito no animal após uma única exposição ou após 
exposição a várias doses num curto período de 
tempo (24 horas). 
Relação dose-mortalidade  DL50 
toxicidade relativa de diferentes substâncias 
 valor limitado 
A DL 50 é a dose estatisticamente de 
terminada de uma substância que causa a 
morte em 50% dos animais submetidos a 
experimentação. Sua de terminação é 
usualmente o 1 ensaio realizado com uma 
substância nova. 
Ensaios de Toxicidade Aguda 
Observações 
 Início, natureza e duração da sintomatologia 
que leva à morte 
 
 Observações macro e microscópica dos 
tecidos  órgão alvo 
 
 Diferenças entre espécies e sexos: 
determinada substância pode afetar o macho 
e não a fêmea. 
Tempo de exposição dos animais: 24 h 
(doses únicas ou múltiplas) e observação 
neste tempo ou até 4 semanas após teste. 
Finalidades: - conhecer o modo de ação e 
os efeitos principais do toxicante; 
- avaliar a toxicidade relativa (DL 50 e CL50); 
-avaliar as diferenças interespécies na 
resposta. 
OBSERVAR: alterações clínicas e 
histopatológicas. BASE para estudos 
posteriores. 
Ensaios de Toxicidade Aguda 
TESTE: DL 50 e CL50 1 ou mais espécies 
animais de ambos os sexos; via: oral (ou 
inalatória ou dérmica); doses: mínimo de 4 
Teste de sensibilização: doses múltiplas 
entre 1 e 2 semanas ; após 2 a 3 semanas 
sem a substância, administrar doses não 
irritante e observar reação. 
Teste de irritação de olhos e de pele 
(coelho): teste de Draize 
 
Ensaios de Toxicidade Aguda 
ESTUDOS DE TOXICIDADE 
AGUDA 
CLASSIFICAÇÃO 
DE 
TOXICIDADE 
CATEGORIA DL50 oral 
(mg/kg) 
Extremamente 
Tóxico 
 1,0 
Muito tóxico 1,0 - 50 
 
Moderadamente 
tóxico 
50 - 500 
Pouco tóxico 500 - 5000 
Praticamente 
atóxico 
5000 - 15000 
Relativamente 
sem perigo 
≥15000 
ECOBICHON, D.J. The basis of toxicity testing. 2 ed. 
Boca Raton: CRC Press,1997. p.61. 
AGENTE QUÍMICO DL 50 oral 
(mg/kg 
ETANOL 10000 
CLORETO DE 
SÓDIO 
4000 
 
SULFATO FERROSO 1500 
MORFINA 900 
 
FENOBARBITAL 
SÓDICO 
150 
 
SULFATO DE 
ESTRICNINA 
2 
NICOTINA 1 
DIOXINA 
 
0,001 
 
TOXINA DO 
BOTULISMO 
0,00001 
 
EATON, D.L., KLAASSEN, C.D. Principles of toxicology. In: KLASSEN, 
C.D. Casarett & Doull´s Toxicology The basic science of poison. 
International edition. New York: McGraw-Hill, 1996, cap. 2, p.13-33. 
Ensaios de Toxicidade Sub-Crônica 
ou de Curta Duração 
Objetivos: Identificar e caracterizar efeitos 
decorrentes da exposição repetida à 
substância, usando-se diferentes doses e 
espécies. 
Estudos realizados durante um tempo 
correspondente a 1/10 ou menos de vida média 
do animal: 
 
 Roedores: 21-90 dias 
 Cachorro: 1 ano. 
Ensaios de Toxicidade Sub-Crônica 
ou de Curta Duração 
Observações 
Comportamento 
Quantidade de alimento consumido 
Crescimento / mortalidade 
Exames clínicos (sangue e urina) 
Função de órgãos importantes, sistema endócrino e 
imunológico 
Peso de órgãos e glândulas 
Exame microscópico de órgãos e tecidos 
Diferença de sensibilidade entre espécies 
Nível aproximado da dose que provoca o efeito 
Natureza biológica do efeito tóxico 
Ensaios de Toxicidade Sub-Crônica 
ou de Curta Duração 
Informações 
Estabelecimento da relação dose-
resposta 
 
Seleção de doses para estudo a longo 
prazo 
 
 Indicação da necessidade de estudos 
especiais 
 
Toxicologia Genética 
 
Reprodução 
Estudos realizados durante toda a vida média da espécie 
animal 
Objetivos 
Detectar efeitos tóxicos que sejam unicamente 
produzidos após exposições prolongadas, 
principalmente efeitos carcinogênicos 
 
Determinar o nível de dose máxima que não provoca 
efeitos 
 
Determinar sensibilidades dependentes da idade 
Ensaios de Toxicidade Sub-Crônica 
ou de Curta Duração 
Seleção da espécie animal e de sua linhagem 
 
Metabolismo semelhante ao do homem. 
 
Sensibilidade baixa ao desenvolvimento de 
tumores espontâneos. 
Ensaios de Toxicidade Sub-Crônica 
ou de Curta Duração 
Seleção da dose 
Doses muito altas  alteração na composição da dieta 
 morte prematura 
 pouca relevância para exposição humana à 
níveis baixos, 
 
Doses baixas  diminui a sensibilidade do 
experimento 
 
Dose ideal  várias doses 
 Reduz risco de perda de resultados 
 Curva dose-resposta 
Ensaios de Toxicidade Sub-Crônica 
ou de Curta Duração 
Ensaios de Toxicidade Sub-Crônica 
ou de Curta Duração 
Duração do experimento 
Expectativa de vida para camundongo é de 18 
meses e para rato de 24 meses. Os experimentos 
geralmente são feitos com os dois animais. 
 
Extensão do ciclo de vida  aumento da 
probabilidade da revelação dos efeitos 
carcinogênicos, ou seja, aumenta a incidência de 
tumores espontâneos normais e não devido à 
substância, podendo confundir o experimento. 
Ensaios de Toxicidade Sub-Crônica 
ou de Curta Duração 
Protocolo recomendado 
Ensaio de longa duração com: 
 2 espécies de roedores 
 50 animais (mínimo)/sexo/dose 
 duração de 2 anos 
 
Dificuldades de ordem prática: limitação do uso 
de animais de maior tamanho. 
CONCEITO E CÁLCULO DE 
INGESTÃO DIÁRIA ACEITÁVEL (IDA) 
Ensaios toxicológicos em animais experimentais 
 NOEL 
NOEL: (nível de dose sem efeito) 
Maior concentração da substância encontrada 
experimentalmente, que não provoca alteração 
detectável de morfologia, capacidade funcional, 
crescimento, desenvolvimento ou vida média do 
animal. 
 
NOEL é expresso em mg/kg de pc/dia. 
DOSE DE NENHUM EFEITO ADVERSO 
OBSERVÁVEL (DNAEO) 
Concentração ou quantidade mais elevada (em exposições 
com animais ou outras observações) que não causa alterações 
adversas detectáveis da morfologia, capacidade funcional, 
crescimento, desenvolvimento, tempo de vida do organismo emcondições definidas de exposição. 
 
DOSE DE MÍNIMO EFEITO ADVERSO 
OBSERVÁVEL (DMEAO) 
Menor concentração ou quantidade de um agente químico que 
provoca alteração na morfologia ......... distinguível dos 
organismos-controle de igual espécie/linhagem, submetidos as 
mesmas condições definidas de exposição. 
CONCEITO E CÁLCULO DE 
INGESTÃO DIÁRIA ACEITÁVEL (IDA) 
IDA = NOEL/F.I. 
F.I. = fator arbitrário. Considera diferenças entre a 
espécie animal e a espécie humana e diferenças de 
sensibilidade dentro da espécie humana. 
Para aditivos tem sido adotado um fator de 100. 
 
Fatores de incerteza 
Qualidade dos dados toxicológicos 
Existência de dados em humanos e sua qualidade 
Tipo de população a proteger 
Variabilidade da resposta interespécies e intraespécies 
Tempo de exposição dos animais: acima de 6 meses 
(doses múltiplas) e observação neste tempo. Tempo 
depende do animal de experimentação e do uso 
preconizado para a substância química. 
Finalidades: 
- determinar a resposta do organismo em exposições 
prolongadas à substância química, geralmente a baixas 
concentrações; 
- Avaliar o potencial carcinogênico da substância ; 
- Avaliar as diferenças interespécies na resposta. 
Observar: alterações clínicas e histopatológicas 
Teste: 2 ou mais espécies de ambos os sexos; 50 animais 
dose/sexo; via: oral (ou inalatória?); doses: mínimo de 3 
Ensaios de Toxicidade Crônica 
ENSAIOS “ESPECIAIS” 
 
TERATOGENICIDADE: efeitos devido a alterações na 
organogênese (ratas) 
MUTAGENICIDADE: efeitos nocivos no material genético 
(DNA) e transmitido às novas células durante a divisão. Teste 
de AMES (Salmonella typhimurium deficientes de fodforibosil 
ATP sintetase). Teste do micronúcleo em linfócitos. Teste 
de danos cromossômicos em células da medula óssea em 
metáfase. 
Alterações na reprodução e no desenvolvimento do 
organismo: alterações antes da concepção (avaliação da 
fertilidade e comportamento reprodutor). Desenvolvimento peri 
natal, pós natal até puberdade em uma ou mais gerações. 
Estudos de toxicocinética: absorção, distribuição, 
biotransformação e excreção em diferentes espécies e no 
homem. 
Estudos de ecotoxicidade: mobilidade, degradação, 
monitorização de organismos do ambiente; testes de 
toxicidada para plantas e animais silvestres 
CRITÉRIOS PARA AVALIAÇÃO 
Menores exigências 
Tradição de uso pelo homem 
Metabólitos são constituintes 
normais no organismo 
Maiores exigências Uso por grupos de risco 
Mulheres 
grávidas 
Crianças Diabéticos