Universidade Estácio de Sá CampusCampos dos Goytacazes TOXICOLOGIA FASES DA INTOXICAÇÃO Profª Milena Bellei Cherene aula 3 AGENTE QUÍMICO contato AGENTE BIOLÓGICO visualizarão INTOXICAÇÃO (SINAIS E SINTOMAS CLÍNICOS) ocorrem ETAPAS METABÓLICAS compõe FASES DA INTOXICAÇÃO FASES DE INTOXICAÇÃO I. Fase de Exposição; II. Fase Toxicocinética; III. Fase de Toxicodinâmica; IV. Fase Clínica. FASES DE INTOXICAÇÃO I - FASE DE EXPOSIÇÃO Contato do agente tóxico com o organismo. ii) Duração e frequência da exposição: são importantes na determinação do efeito tóxico, assim como na sua intensidade. Classificação quanto à duração da exposição: •Aguda: exposição única ou múltipla que ocorra em um período máx. de 24h. •Sub-aguda: ocorre durante algumas semanas (até um mês); •Sub-crônica: ocorre durante alguns messes (geralmente entre 1 a 3 meses); •Crônica: ocorre por um tempo maior do que 3 meses. Frequência- doses fracionadas reduzem o efeito tóxico, caso a duração da exposição não seja aumentada. Velocidade de eliminação// efeito tóxico revertido. II - TOXICOCINÉTICA Interação do AT com o receptor biológico Efeito tóxico – proporcional a concentração do agente no sítio alvo. FASE TOXICOCINÉTICA CONSTITUÍDA DOS SEGUINTES PROCESSOS: Fatores que influem na fase de toxicocinética Transporte por membranas: Podem ser agrupadas em duas classes distintas: •Relacionados com a membrana; •Relacionados com a substância química. Fatores que influem na fase de toxicocinética Fatores relacionados com a membrana: •Estrutura da membrana •Espessura da membrana •Área da membrana A passagem através das membranas depende de fatores relacionados à substância e da característica da membrana. Características das membranas É lipoprotéica Semipermeável: passagem de substâncias Permeabilidade seletiva: sais, água, açúcar Grande elasticidade Espessura fina Visualizada somente no microscópio eletrônico Proteínas de Membrana Proteínas Extrínsecas ou periféricas Localizam na superfície Proteínas Intrínsecas ou integrais Incorporadas entre os lipídeos Transporte através da membrana Para penetrar no interior dos organismos, os tóxicos necessitam atravessar membranas celulares. Difusão simples ou passiva Filtração Difusão facilitada Pinocitose Transporte ativo Difusão simples Transporte de um meio extracelular para intracelular (ou vice-versa) através da bicamada lipídica Substâncias lipossolúveis maior facilidade e rapidez Não envolve proteínas O movimento é aleatório e contínuo através dos fluidos corporais Não há gasto de energia intracelular Filtração Passagem de substâncias pelos poros da membrana Será influenciada pelo tamanho e carga da partícula a ser transportada Poro partículas hidrossolúveis até 8 Å Cátions com carga positiva (Na+ e K+) dificuldade, Poros carga positiva de proteínas e íons Ca++ Difusão Facilitada Substâncias insolúveis nos lipídeos Necessidade de uma molécula transportadora Pinocitose Participação da membrana plasmática Ocorre através do contato de substâncias com a membrana Proteínas único meio de passagem para o interior Transporte ativo Feito por uma proteína transportadora Carregar substância através da membrana Passagem de substância onde elas estão pouco concentradas para local de maior concentração Fatores relacionados à substância química 1) Lipossolubilidade Substâncias lipossolúveis (apolares) – facilidade de entrada – difusão passiva – constituição das membranas biológicas. 2) Hidrossolubilidade Não entra,, exceto as de pequeno tamanho melecular – filtração através dos poros 3) Coeficiente de partição óleo-água ou lipídeo- água Lipossolubilidade Hidrossolubilidade Quanto maior mais fácil o transporte da substância através da membrana 4) Tamanho e carga da partícula a ser absorvida Partículas hidrossolúveis com até 8 Å (=0,1 nanômetro = 10-10 m) Cátions dificuldade de passagem poros possuem carga positiva presença de proteínas e cálcio. Ânions maior facilidade 5) Grau de ionização ou de dissociação A agentes tóxicos são, em sua maioria, ácidos fracos ou bases fracas capazes de se ionizarem dependerá do pH do meio em que a substância está presente e do seu próprio pKa. É importante relembrar que a forma ionizada é polar, hidrossolúvel e com pouca ou nenhuma capacidade de transpor membranas por difusão passiva. Quando não ionizáveis (lipossolúveis) são rapidamente absorvidos. OBS: 5) Grau de ionização ou de dissociação ELETRÓLITOS FRACOS E PH - Razão entre o fármaco não-ionizável/ionizável é determinada pela relação de Henderson- Hasselbalch: pH = pKa + log [íon (ionizáveis)] / [ácido/base (nãoionizados)] Quando o pH do meio é igual ao pKa de um composto, a metade deste estará na forma ionizada e a outra metade na forma não-ionizada 5) Grau de ionização ou de dissociação • 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: » 10 pka – 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. 5) Grau de ionização ou de dissociação • Ácido acetilsalicílico será facilitado no plano estomacal: – pKa Ácido acetilsalicílico = 3,4 – pH Suco gástrico = 1,4 – pH Plasma = 7,4 – No plasma acontecerá: » 10 3,4 – 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. Vias de Introdução Vias de Introdução - via cutânea ou trans-epidérmica - via pulmonar ou respiratória - ocular, nasal, intra-arterial, intra-cardíaca, etc. Enteral - via oral, digestiva ou trato gastrointestinal - via sublingual - via retal Parenteral - via intramuscular - via intravenosa ou endovenosa - via subcutânea Absorção - Passagem do tóxico do meio externo para o interior do organismo, ou seja, sua presença no sangue. Barreiras biológicas Membranas celulares Delimita todas as células vivas fronteira entre o meio intracelular e o extracelular Absorção BIODISPONIBILIDADE Observa r Fármaco absorvido pelo estômago primeira passagem pelo fígado parte dele poderá ser excretada pela bile já nesta primeira passagem BIODISPONIBILIDADE. ESCOLHER A VIA DE ADMINISTRAÇÃO A PARTIR DO CONHECIMENTO DA BIODISPONIBILIDADE Via Cutânea (Dérmica) - Porta de entrada mais intoxicações por agrotóxicos frequente das - Contaminação: mãos, braços, pescoço, face, e couro cabeludo - Absorção: respingos, névoa de pulverização, uso de roupas contaminadas Via Cutânea (Dérmica) Passagem pela epiderme por difusão: • lipossolubilidade; peso molecular; permeabilidade da epiderme; espessura da epiderme Difusão através da camadas inferiores da epiderme e derme • fluxo sanguíneo; movimentação do fluído intersticial; interação com componentes da derme Via Respiratória - importância na penetração de agentes tóxicos no organismo - Seres humanos = Aspirador de pó coletor de vapor e poeira - Ação e gravidade natureza química da molécula, qtd absorvida, suscetibilidade individual, etc. Via Respiratória Gases e Vapores Passagem via respiratória: • Hidrossolubilidade • Difusibilidade • Coeficiente de partição sangue/ar tecido/sangue Representação das vias aéreas superiores e inferiores Vias Aéreas Superiores - Retenção e absorção de tóxicos Cavidade nasal, faringe, laringe, cordas vocais e glote - Diâmetro, forma e densidade características chega ou não aos alvéolos (Via aérea inferior) - Diâmetro de 1 µm lesivas à saúde pulmonar Dificuldade de remoção Vias aéreas inferiores - Se o trajeto for bem sucedido alvéolos Passagem para o sangue : tamanho e solubilidade - Alvéolos Passagem para o sistema linfático, podendo permanecer por muito tempo Remoção até os brônquios deglutição ou expectoração Retenção nos alvéolos Doenças pulmonares DISTRIBUIÇÃO A distribuição do AT, através do organismo ocorrerá de maneira não uniforme, devido a uma série de fatores que podem ser reunidos em dois grupos: i) Afinidade por diferentes tecidos: Ligação às proteínas plasmáticas (PP) OS FÁRMACOS PODEM SE LIGAR A PROTEÍNAS PLASMÁTICAS: ALBUMINA FÁRMACOS ÁCIDOS GLICOPROTEÍNA 1 GLICOPROTEÍNA ÁCIDA FÁRMACOS BÁSICOS ii) Presença de membranas BARREIRA HEMATENCEFÁLICA Protege o cérebro da entrada de substâncias químicas, é um local menos permeável do que a maioria de outras áreas do corpo. DISTRIBUIÇÃO Depois de ser absorvida e estar presente no organismo, para onde o agente tóxico vai? Entra nos compartimentos líquidos do corpo Plasma nutrientes, medicamentos, tóxicos Líquido intersticial Linfa: líquido dos vasos linfáticos composto por glóbulos brancos Líquido intracelular Líquido dentro da célula Fatores que influenciam na distribuição Fatores ligados à substância A) Lipossolubilidade: > lipossolubilidade > distribuição no organismo > facilidade de atravessar membranas. Ex: Álcool Fatores ligados ao organismo A) Irrigação do órgão: Órgãos mais vascularizados tendem a acumular > qtd agentes químicos B) Conteúdo de água ou lipídeo de órgãos e tecidos Ex: - solventes orgânicos acumulam em tecidos ricos em lipídeos (gorduras): SNC - compostos solúveis em água: rins Sítios de armazenamento 1) Tecido adiposo - > Coeficiente de partição óleo/água mais fácil Ex: Inseticidas organoclorados (alta lipossolubilidade) Toxafeno e DDT 2) Tecido Ósseo Metais pesados 90 % do Pb encontram-se nos ossos (substituição do cálcio) 3) Fígado - Órgão de detoxificação Fase I Biotransformação Apolar Polar Fase II Hidrossolúveis 4) Rins Eliminação Composta de dois processos: •Biotransformação •Excreção Biotransformação • Toda alteração que ocorre na estrutura química da substância, no organismo. • Aumenta a hidrossolubilidade. Produtos de biotransformação podem ser ativos e/ou inativos. Pode ocorrer através de dois mecanismo: i) Ativação: produz metabólitos com atividade igual ou maior do que o precursor – pode aumentar a toxicidade da substância. ii) Desativação: produto resultante é menos ativo (tóxico) que o precursor – mais comum para os xenobióticos. Fases da Biotransformação As reações envolvidas duas fases distintas: - Fase Pré-Sintética ou Fase I -Fase Sintética, de Conjugação ou Fase II Fases da Biotransformação -Fase Pré-Sintética ou Fase I PODENDO RESULTAR EM: •Ativação; •Alteração na atividade; •Inativação. FAZENDO OS COMPOSTOS TORNAREM-SE POLARES - Fase Sintética, de Conjugação ou Fase II OCORREM REAÇÕES DE CONJUGAÇÃO. Envolvem interação entre agente tóxico ou composto resultante do processo de biotransformação e um substrato endógeno Formação de hidrossolúveis compostos altamente EXCRETÁVEIS NA URINA polarizados e BIOTRANSFORMAÇÃO • Nas células do fígado, pele, pulmões, intestino e rins REAÇÕES DA FASE I OXIDAÇÃO Sistema CYP P450 REDUÇÃO Enzimas de distribuição tecidual e plasmática HIDRÓLISE REAÇÕES DA FASE II GLICURONIDAÇÃO SULFOTRANSFERASE ACETILAÇÃO METILAÇÃO CONJ. COM GLUTATIONA FATORES QUE MODIFICAM A BIOTRANSFORMAÇÃO • Espécie e raça; • Fatores genéticos; • Gênero; • Idade; Fatores internos • Estado nutricional; • Estado patológico; • Indução enzimática; • Inibição enzimática; Fatores externos ELIMINAÇÃO 1-BIOTRANSFORMAÇÃO 2-EXCREÇÃO Excreção Processo inverso ao da absorção – fatores que influem na entrada do xenobiótico podem dificultar a saída. Existem 3 classes de Excreção i) Secreções: sudorípara, salivar, láctea, biliar lacrimal, ii) Excreções: urina, fezes e catarro iii) Ar expirado (via respiratória) gástrica, Excreção urinária ou Via Renal - Condição necessária ser hidrossolúvel - Não possuir essa polaridade biotransformação - Função renal: disfunção velocidade de excreção Via respiratória - Vapores e gases Suor e saliva - Via de menor importância - Compostos tóxicos eliminados podem causar dermatites - Substância eliminadas na saliva são geralmente deglutidas Através do leite - DDT, PCB (difenil policlorados), Pb, Hg, As, morfina, álcool - Substâncias lipossolúveis mais facilmente eliminadas Lista de exercícios 1. Quais as vias de exposição aos agentes tóxicos? 2. Quais os fatores que influenciam na passagem do agente tóxico pela membrana celular? 3. Qual é a forma mais rápida de absorção de uma droga? E de excreção? Justifique. 4. Os fármacos podem se ligar a proteínas plasmáticas, ATRAVÉS: Referências •Oga, Seizi. Camargo, M.M.A., Batistuzzo, J.A.O. Fundamentos de Toxicologia. Ed. Atheneu SP. 3 a edição -2008. •Larini, Lourival. Toxicologia. Ed. Manole. 3a edição – 1997.