PROGRAMA INTERLABORATORIAL PARA DETERMINAÇÃO DE
CHUMBO EM SANGUE: UMA FERRAMENTA PARA AVALIAÇÃO
DA QUALIDADE ANALÍTICA DE LABORATÓRIOS
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-graduação em Infecções e Saúde Pública da Coordenação dos Institutos de Pesquisa da Secretaria de Estado de Saúde de São Paulo para a obtenção do título de Mestre em Ciências
Área de Concentração: Pesquisas laboratoriais em Saúde Pública
Orientador: DR. ODAIR ZENEBON
São Paulo 2003
FICHA CATALOGRÁFICA
Preparada pelo Centro Técnico de Documentação/GTIS/CPS/SES
©reprodução autorizada pelo autor
Maio, Franca Durante de
Programa interlaboratorial para determinação de chumbo em sangue: uma ferramenta para avaliação da qualidade analítica de laboratórios. Dissertação (mestrado) - - Programa de Pós-Graduação da
Coordenação dos Institutos de Pesquisa da Secretaria de Estado da Saúde de São Paulo
Área de concentração: Pesquisas Laboratoriais em Saúde Pública Orientador: Odair Zenebon
1.Chumbo/sangue 2. Garantia de qualidade 3. Avaliação de programas/estatística & dados numéricos 4. Laboratórios
Aos meus pais e ao Carlos
- Ao Dr. Odair Zenebon, Diretor da Divisão de Bromatologia e Química do Instituto Adolfo Lutz e orientador deste trabalho, meus sinceros agradecimentos pela orientação recebida, interesse, estima, paciência e entendimento demonstrados durante este período, que muito contribuíram para a concretização deste projeto.
- À Direção Geral do Instituto Adolfo Lutz, que tornou possível a realização do Programa.
- Ao Paulo Tiglea, Diretor do Serviço de Química Aplicada e participante da organização do Programa, pela amizade, colaboração e incentivo para a realização deste trabalho.
- À Alice M. Sakuma, chefe da Seção de Equipamentos Especializados e coordenadora do Programa, um agradecimento especial pela ajuda, sugestões, amizade, paciência e compreensão durante todo este tempo.
- À Neus Sadocco Pascuet , Gerente Geral da Qualidade do Instituto Adolfo Lutz, pela amizade e colaboração na redação dos manuais do ensaio de proficiência.
- À Carmen Silvia Kira, pela amizade, apoio, colaboração e tempo dedicado para a realização deste trabalho.
- Às demais pesquisadoras científicas da Seção de Equipamentos Especializados, Isaura Akemi Okada, Maria Cristina Duran e Maria de Fátima Henriques Carvalho, pela amizade, colaboração e apoio recebidos para a concretização do projeto.
- Aos demais funcionários e estagiários da Seção, pelo incentivo e agradáveis momentos de convivência.
- À Karina Pretto, pela colaboração no tratamento estatístico dos dados.
- Aos meus pais, que sempre me incentivaram, torceram por mim e me deram a chance de estudar, meus sinceros agradecimentos.
- Ao Carlos, pela colaboração, torcida e incentivo, meus agradecimentos e desculpas pela ausência um tanto forçada.
PROGRAMA INTERLABORATORIAL PARA DETERMINAÇÃO DE CHUMBO EM SANGUE: UMA FERRAMENTA PARA AVALIAÇÃO DA QUALIDADE
ANALÍTICA DE LABORATÓRIOS
RESUMO: A avaliação externa da qualidade por meio da participação em
programas interlaboratoriais é uma ferramenta que pode ser utilizada pelos laboratórios para garantir a confiabilidade de seus resultados analíticos e comprovar sua competência técnica. Além disso, é um dos requisitos da norma ABNT ISO / IEC 17025 para credenciamento / habilitação de um determinado ensaio junto aos órgãos competentes. No Brasil, existem diversos laboratórios atuantes na área de toxicologia clínica que realizam a determinação de chumbo sangüíneo, por ser este o indicador biológico mais utilizado para avaliar a exposição recente de um indivíduo ao referido metal tóxico. Devido ao fato de haver divergências de resultados para uma mesma amostra analisada por diferentes laboratórios e por não existir nenhum programa interlaboratorial em âmbito nacional sobre o tema, o Instituto Adolfo Lutz vem patrocinando um Programa sobre a determinação de chumbo em sangue, desde 1991, de cuja organização participo desde o início. O Programa é gratuito e aberto à participação de laboratórios nacionais oficiais e privados. Atualmente encontra-se na 16a fase e conta com a participação de 34 laboratórios, os quais são codificados, de tal forma a manter em sigilo a identificação de seus resultados. A metodologia do Programa consiste em enviar aos participantes amostras de sangue bovino contaminadas no laboratório com padrão de chumbo e avaliar estatisticamente os resultados obtidos. As principais técnicas analíticas utilizadas pelos participantes são a espectrometria de absorção atômica com chama e com forno de grafite. Neste trabalho foi realizada uma avaliação do Programa como um todo e um estudo sobre o melhor critério estatístico para ser adotado a partir da 12a fase (2001), em substituição ao anteriormente utilizado. Como conclusão, observou-se a crescente preocupação dos laboratórios em garantir a confiabilidade dos seus resultados, a boa aceitação do Programa com a participação regular de diversos laboratórios e a adequação do critério estatístico adotado, quando comparado com diferentes critérios utilizados em outros programas interlaboratoriais, nacionais e internacionais.
Descritores: chumbo / sangue; garantia da qualidade; avaliação de programas /
INTERLABORATORY PROGRAM FOR LEAD DETERMINATION IN BLOOD: A TOOL FOR LABORATORY ANALYTICAL QUALITY EVALUATION
ABSTRACT:The external quality evaluation by means of participating in
interlaboratory programs is a tool that can be used by laboratories to assure the reliability of their analytical results and corroborate their technical competence. Furthermore it is one of the requirements of ABNT ISO / IEC 17025 rule for the accreditation of an assay at a legal agency. In Brazil, there are several laboratories working in the field of clinical toxicology that carry out lead determination analyses in blood since it is the most used biological indicator to assess one's recent exposure to such toxic metal. As different results were found for the same sample analyzed by different laboratories and there is no interlaboratory program on such matter in Brazil, Adolfo Lutz Institute has been sponsoring a program on lead determination in blood since 1991. I have taken part in its organization since the beginning. The program is free and accepts the participation of any Brazilian official and private laboratories. Nowadays it is on its 16th stage and has 34 participating laboratories that are codified so that the identification of their results is shrouded in secrecy. The program aims at sending the participants bovine blood samples contaminated in the lab with a lead pattern and statistically evaluating the results obtained. The main analytical techniques employed by the participants are both Flame and Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrometry. In this paper, the program was evaluated as a whole and a study on the best statistic criterion to be used from the 12th stage on (2001) to replace the last one was carried out. As a conclusion, it was observed growing concern of the laboratories to assure reliable results, good acceptance of the program with regular participation of several laboratories, and adequacy of the statistical criterion adopted when compared with different criteria used in other international and national interlaboratory programs.
Key words: lead / blood; quality assurance; program evaluation / statistics &
SUMÁRIO
Página INTRODUÇÃO... 1 OBJETIVO GERAL... 6 OBJETIVOS ESPECÍFICOS... 6 RELEVÂNCIA... 7Capítulo 1 GERENCIAMENTO DA EXPOSIÇÃO AO CHUMBO... 9
1.1 TOXICIDADE DO CHUMBO... 10
1.1.1 PROPRIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS DO CHUMBO... 10
1.1.2 PRODUÇÃO E PRINCIPAIS USOS DO CHUMBO... 10
1.1.3 PRINCIPAIS FONTES DE EXPOSIÇÃO AO CHUMBO... 12
1.1.3.1 Principais fontes de exposição ocupacionais... 12
1.1.3.2 Principais fontes de exposição não-ocupacionais... 13
1.1.3.2.1 Meio ambiente... 14 1.1.3.2.1.a Ar... 14 1.1.3.2.1.b Águas... 14 1.1.3.2.1.c Solo... 15 1.1.3.2.2 Alimentos... 15 1.1.3.2.3 Outras fontes... 16
1.1.4 INTOXICAÇÃO POR CHUMBO... 17
1.1.5 TOXICOCINÉTICA... 20 1.1.6 TOXICODINÂMICA... 22 1.1.6.1 Biossíntese do Heme... 23 1.1.6.2 Sistema Nervoso... 24 1.1.6.3 Sistema Renal... 25 1.1.6.4 Trato Gastrintestinal... 25 1.1.6.5 Fígado... 25 1.1.7 INDICADORES BIOLÓGICOS... 26
1.1.8 LEGISLAÇÃO EM VIGOR... 28
1.2 DETERMINAÇÃO DE CHUMBO SANGÜÍNEO... 30
Capítulo 2 GARANTIA DA QUALIDADE ANALÍTICA POR MEIO DE COMPARAÇÕES INTERLABORATORIAIS... 34
2.1 INTRODUÇÃO... 35
2.2 PRINCIPAIS FONTES DE ERROS... 36
2.2.1 Amostragem... 36
2.2.1.1 Coleta do sangue... 37
2.2.1.2 Alíquota a ser analisada... 37
2.2.2 Transporte... 37 2.2.3 Contaminação da amostra... 37 2.2.3.1 Ambiente... 37 2.2.3.2 Reagentes... 37 2.2.3.3 Vidraria... 37 2.2.4 Perda do analito... 38 2.2.5 Determinação... 38
2.3 CONFIABILIDADE DOS RESULTADOS ANALÍTICOS... 38
2.3.1 Validação de metodologias analíticas... 39
2.3.2 Controle interno da qualidade... 41
2.3.3 Avaliação externa da qualidade... 44
2.4 PROGRAMAS INTERLABORATORIAIS... 45
2.4.1 Introdução... 45
2.4.2 Objetivos da participação em Programas Interlaboratoriais... 47
2.4.3 Laboratório coordenador... 48
2.4.4 Tratamento estatístico dos resultados... 50
2.4.4.1 Introdução... 50
2.4.4.2 Cálculo do valor designado... 51
2.4.4.3 Critérios estatísticos para exclusão de valores dispersos (“outliers”)... 53
2.4.5 Critérios estatísticos empregados em programas
interlaboratoriais... 57
2.4.5.1 Programa GEMS-FOOD da Organização Mundial da Saúde 57 2.4.5.2 Food Analysis Performance Assessment Scheme (FAPAS).. 58
2.4.5.3 Estatística robusta………. 58
2.4.5.4 PAHO/GTZQA/AC Interlaboratory Test Program on Blood Lead do Canadá……… 59
2.4.5.5 Programa Interlaboratorios de Control de Calidad – Plomo en Sangre (PICC- Pb-s) ………..……… 59
Capítulo 3 PROGRAMA INTERLABORATORIAL DE CONTROLE DA QUALIDADE ANALÍTICA PARA CHUMBO EM SANGUE DO INSTITUTO ADOLFO LUTZ... 61
3.1 HISTÓRICO DO PROGRAMA... 62
3.2 OBJETIVOS DO PROGRAMA... 64
3.3 ORGANIZAÇÃO DO PROGRAMA... 64
3.3.1 Procedimentos gerais... 64
3.3.2 Atribuições do laboratório coordenador... 66
3.3.3 Laboratórios Participantes... 67
3.3.4 Técnicas analíticas utilizadas pelos participantes... 67
3.3.5 Preparação da amostra de ensaio... 68
3.3.5.1 Tipo de matriz utilizada... 68
3.3.5.2 Obtenção do sangue bovino... 69
3.3.5.3 Concentração de chumbo sangüíneo... 69
3.3.5.4 Preparo da amostra de ensaio... 70
3.3.5.5 Identificação das amostras de ensaio... 71
3.3.6 Teste de homogeneidade... 71
3.3.7 Teste de estabilidade... 72
3.3.8 Formulário de respostas... 73
3.3.9 Acondicionamento e embalagem das amostras... 73
3.3.11 Recebimento das amostras pelos laboratórios participantes.. 73
3.3.12 Manuseio das amostras... 74
3.3.13 Atendimento ao participante... 74
3.3.14 Comitê Técnico Consultivo... 74
3.4 CRITÉRIOS ESTATÍSTICOS UTILIZADOS NO PROGRAMA 75 3.4.1 Introdução... 75
3.4.2 Critérios estatísticos adotados nas diferentes fases do Programa... 76
3.4.2.1 1a à 11a fase... 76
3.4.2.2 12a à 14a fase ... 78
3.4.2.3 15a fase... 80
Capítulo 4 AVALIAÇÃO DO PROGRAMA – RESULTADOS E DISCUSSÃO... 81
4.1 RESULTADOS E DISCUSSÃO... 82
4.1.1 Estados Participantes... 83
4.1.2 Laboratórios participantes quanto à sua natureza... 85
4.1.3 Resultados enviados... 86
4.1.4 Técnicas analíticas empregadas... 88
4.1.5 Emprego de materiais de referência... 90
4.1.6 Critérios estatísticos para avaliação dos resultados... 92
4.1.6.1 Escolha do critério estatístico... 92
4.1.6.1.1 Critério sem exclusão de valores dispersos... 92
4.1.6.1.2 Critério com exclusão de dispersos... 93
4.1.6.1.3 Critério empregando a equação de Horwitz... 93
4.1.6.1.4 Critério anteriormente empregado... 93
4.1.6.1.5 Critério estatístico empregando o intervalo de aceitação adotado no PI para chumbo em sangue da Espanha... 93
4.1.6.2 Critério estatístico utilizando dados históricos... 96
4.1.7 Avaliação dos laboratórios... 97
4.1.7.1 Avaliação dos laboratórios em relação ao desvio padrão do grupo... 97
4.1.7.2 Avaliação dos laboratórios em relação ao seu desempenho.. 99
4.1.7.3 Avaliação dos laboratórios quanto à participação em programas da qualidade... 100
CONCLUSÕES ... 102
ATIVIDADES FUTURAS... 104
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS... 105
RELAÇÃO DE TABELAS
Número da tabela
Título da tabela Página
1.1 Limite de detecção para chumbo determinado por diferentes
técnicas analíticas... 32
4.1 Número de laboratórios do Distrito Federal e dos estados brasileiros participantes nas diferentes fases do Programa...
83
4.2 Laboratórios participantes nas diferentes fases, resultados recebidos e técnicas analíticas empregadas no Programa,
de 1991 a 2003... 87
4.3 Valor designado e intervalo de aceitação obtidos para a
amostra S 42, utilizando diferentes critérios estatísticos... 94
4.4 Valores designados, desvios padrão e desvios padrão relativos obtidos para as amostras distribuídas na 12a, 13a,
14a e 15a fases... 98
4.5 Utilização de parâmetros de avaliação externa e interna da qualidade pelos diferentes laboratórios, de acordo com seu
RELAÇÃO DE FIGURAS
Número
da figura Título da figura Página 1.1 Absorção, distribuição e eliminação de chumbo em seres
humanos... 22
3.1 Fluxograma do Programa Interlaboratorial para chumbo em
sangue... 66
3.2 Exemplo de Gráfico de Posição utilizado nas 11 primeiras
fases... 77
3.3 Gráfico de posição para a amostra S 47 (13a fase)... 79
4.1 Participação porcentual dos diferentes estados brasileiros e
do Distrito Federal na 15a fase do Programa... 84
4.2 Participação porcentual dos laboratórios de diferentes
naturezas nas 15 primeiras fases do Programa... 85
4.3 Participação porcentual dos laboratórios, por natureza, na
15a fase do Programa... 86
4.4 Porcentual de respostas dos participantes em cada fase... 87
4.5 Utilização relativa de técnicas espectrométricas (FAAS e
4.6 Porcentagem de laboratórios com resultados insatisfatórios para uma mesma amostra, em três fases do Programa... 90
4.7 Desvio padrão relativo do grupo para uma mesma amostra
em três diferentes fases do Programa... 91
4.8 Intervalos de aceitação obtidos para uma mesma amostra,
utilizando diferentes critérios estatísticos... 95
4.9 Porcentagem de acertos para as amostras enviadas da 12a
até a 15a fase do Programa... 99
LISTA DE ANEXOS
Número TÍTULO
1 INSTRUÇÃO PARA COLETA, CONSERVAÇÃO E TRANSPORTE DE SANGUE BOVINO
2 QUESTIONÁRIO
3 RELATÓRIO ESTATÍSTICO DA 14a FASE
4 RELATÓRIO ESTATÍSTICO DA 15a FASE
5 LABORATÓRIOS PARTICIPANTES NAS DIFERENTES FASES DO PROGRAMA
INTRODUÇÃO
O conceito de controle da qualidade começou a ser formado durante os séculos XVIII e XIX a partir da Revolução Industrial. Nessa época, os produtos deixaram de ser fabricados artesanalmente para serem produzidos em série; dessa maneira, o produto deixou de ser uma peça única para tornar-se uma peça de linha de montagem, fabricada de acordo com um padrão (FROTA, 1997).
A expansão do comércio entre as nações promoveu um desenvolvimento importante na ciência e tecnologia da medição, uma vez que havia a necessidade de uma padronização de medidas aceita por todos os países. Surge então um sistema de unidades internacional, hoje conhecido como Sistema Internacional (SI) (FROTA, 1997).
A competitividade em todos os setores e o estreitamento do relacionamento entre Ciência e Setor Produtivo têm sido a causa principal do rápido desenvolvimento da metrologia nos últimos anos, podendo-se prever que, num futuro próximo, não mais haverá espaço no mercado internacional para produtos sem qualidade assegurada (PONÇANO, 2002).
As medições na área de química, ao contrário da área de física, não possuem referências metrológicas adequadas, em virtude de sua diversidade e complexidade. A qualidade dos resultados analíticos nessa área deve ser rastreada a padrões internacionais e garantida por meio da utilização de materiais de referência certificados e participação em programas interlaboratoriais (PONÇANO, 2002).
A avaliação externa da qualidade é uma ferramenta que pode ser utilizada pelos laboratórios para garantir a confiabilidade de seus resultados analíticos e comprovar sua competência técnica. De acordo com a WHO (1981), o principal objetivo da avaliação externa da qualidade é estabelecer a comparabilidade entre laboratórios, particularmente em investigações epidemiológicas, monitorização ambiental e biológica, pesquisas e outras atividades em Saúde Pública.
Devemos ainda enfatizar que a participação em programas interlaboratoriais é um dos requisitos da norma ABNT ISO/IEC 17025 (2001) para credenciamento / habilitação de um determinado ensaio junto aos órgãos competentes.
No Brasil existem diversos laboratórios atuantes na área de toxicologia analítica que realizam a determinação de chumbo em sangue. Porém, muitas vezes são observadas divergências de resultados para uma mesma amostra analisada por diferentes laboratórios (SAKUMA, 1991). A participação em programas interlaboratoriais seria uma das formas de compatibilizar esses resultados.
A concentração de chumbo sangüíneo é o indicador biológico mais utilizado para avaliar a exposição recente de um indivíduo ao referido metal. Devido ao fato do chumbo estar presente no sangue em baixas concentrações, a sua determinação apresenta dificuldades analíticas que podem acarretar erros no resultado final.
O chumbo é largamente disseminado no meio ambiente em todo o mundo, pois é amplamente utilizado na indústria (tintas e pigmentos, ligas, soldas, revestimentos de cabos, cerâmicas vitrificadas entre outros), sendo que, atualmente, 70 a 75% da sua produção mundial é consumida na fabricação de baterias para a indústria automotiva (PAOLIELLO, 2001), constituindo um sério risco para a saúde humana.
As fontes de exposição para o homem podem ser o meio ambiente, a água, os alimentos e o ambiente de trabalho, sendo os alimentos e bebidas a maior fonte de exposição não ocupacional para adultos (WHO, 1995).
Para a população em geral, a exposição ao chumbo ocorre principalmente por via oral, com alguma contribuição da via respiratória, enquanto que na exposição ocupacional a via oral tem uma pequena contribuição, sendo a respiratória, a principal via de exposição (PAOLIELLO, 2001).
Em seres humanos, a exposição ao chumbo pode resultar em diferentes efeitos prejudiciais à saúde que dependem do nível e duração da exposição. O chumbo causa efeitos nocivos em muitos processos bioquímicos, em particular no sistema hematopoiético, afetando a síntese da hemoglobina. Também afeta o sistema nervoso, os rins, a medula óssea, o fígado, os ossos e o sistema imunológico. Em crianças, até mesmo a baixa exposição ao chumbo pode produzir alterações psicológicas, comportamentais e cognitivas (WHO, 1995). Por esse motivo, o Centers for Disease Control (CDC) e a Organização Mundial da Saúde (OMS) diminuíram, em 1991, o limite tolerado para chumbo em sangue de crianças, de 25 µg⋅dL-1 para 10 µg⋅dL-1 (CDC, 1995).
As técnicas analíticas mais utilizadas no Brasil para a determinação de chumbo sangüíneo são a espectrometria de absorção atômica com chama e a espectrometria de absorção atômica com forno de grafite. A primeira técnica é menos sensível, porém de menor custo tanto do equipamento quanto da manutenção e é adequada para determinação de chumbo sangüíneo de trabalhadores ocupacionalmente expostos. Já a segunda, pode ser utilizada também para avaliar o teor de chumbo sangüíneo de crianças e adultos não expostos.
Recentemente foram revelados no Brasil, casos de contaminação ambiental por atividades de mineração (PAOLIELLO, 2002), fundição e reciclagem de baterias. As populações residentes em regiões próximas às indústrias poluidoras foram contaminadas e avaliações epidemiológicas tornaram-se necessárias para medidas corretivas e tratamento adequado dos indivíduos expostos. Na ocasião foi constatado que existiam poucos laboratórios habilitados para a determinação de concentrações de chumbo sangüíneo em níveis de concentração próximos a 10 µg/100 mL.
As dificuldades analíticas para a determinação de baixas concentrações do metal exigem técnicas analíticas sensíveis e controle rigoroso nos procedimentos, sendo necessária a implantação de programas da qualidade para assegurar a confiabilidade dos resultados.
Devido à importância do tema do ponto de vista de Saúde Pública e de aspectos legais, uma vez que podem envolver o afastamento de trabalhadores do ambiente de trabalho e, também devido à inexistência de um programa interlaboratorial (PI) para chumbo em sangue, em âmbito nacional, o Instituto Adolfo Lutz vem promovendo um programa, do qual participo ativamente, para atender a essa demanda. O objetivo do Programa é colaborar para que os laboratórios atuantes na referida área, no Brasil, disponham de instrumento para agregar qualidade ao seu trabalho, com fácil acesso.
O Programa é aberto à participação de laboratórios nacionais públicos ou privados, permitindo a avaliação do desempenho laboratorial e, quando necessário, a adoção de ações corretivas para a melhoria da confiabilidade de seus resultados.
Esse Programa teve início em 1991 e foi interrompido em 1998, devido à reforma do laboratório, sendo retomado em 2001, época em que a Instituição estava implantando o programa da qualidade seguindo os requisitos da ABNT ISO/IEC 17025 (2001). O Programa está sendo reavaliado e implementado de acordo com os requisitos dessa norma e da ABNT ISO/IEC Guia 43-1 (1999). De acordo com esta última norma, pode haver a necessidade de refinar as técnicas estatísticas à medida que um programa seja estabelecido.
OBJETIVO GERAL
O objetivo geral deste trabalho é avaliar o Programa de Controle da Qualidade Analítica para Chumbo em Sangue patrocinado pelo Instituto Adolfo Lutz, propor modificações visando seu aprimoramento, implantá-las e implementá-las, seguindo os requisitos da ABNT ISO/IEC 17025 (2001) e da ABNT ISO/IEC Guia 43-1 (1999), no sentido de colaborar para que os laboratórios participantes que atuam na área de toxicologia analítica garantam a confiabilidade dos resultados analíticos.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
O trabalho proposto tem os seguintes objetivos específicos:
• avaliar os diferentes tratamentos estatísticos da literatura para verificar o mais adequado ao Programa em estudo.
• avaliar o desempenho dos laboratórios como um grupo ao longo do tempo.
• avaliar o desempenho de cada laboratório ao longo do tempo.
• avaliar o Programa em relação ao número e natureza dos laboratórios participantes e também às técnicas analíticas utilizadas.
RELEVÂNCIA
A ocorrência de divergências nos resultados analíticos obtidos por diferentes laboratórios que realizam a determinação de chumbo sangüíneo tem causado preocupação não só aos trabalhadores, como às empresas, às autoridades de saúde e aos próprios laboratórios geradores de resultados. Se o laboratório, por erro na realização da análise, expressar um resultado menor que o real, um ou mais indivíduos podem deixar de ser afastados da fonte de exposição, sofrendo agravos à sua saúde, uma vez que o chumbo é um metal altamente tóxico e cumulativo. Se ocorrer o inverso, no caso de exposição ocupacional, poderá resultar em perdas econômicas para a empresa ou para a Previdência Social, o que mostra a importância da exatidão de um resultado analítico.
Nos últimos anos os laboratórios estão motivados em melhorar a sua qualidade por meio da implantação de Sistemas de Gestão da Qualidade, segundo a ABNT ISO/IEC 17025 (2001), em que um dos requisitos é a participação em programas interlaboratoriais.
De acordo com a ABNT ISO/IEC Guia 43-1 (1999), a participação em ensaios de proficiência é uma maneira objetiva do laboratório avaliar e demonstrar a confiabilidade dos dados que esteja produzindo.
O Programa Interlaboratorial de Controle da Qualidade Analítica para chumbo em sangue organizado pela Seção de Equipamentos do Instituto Adolfo Lutz é o único em âmbito nacional sobre o tema e, ao longo de sua realização, poderá fornecer materiais de referência para o controle interno da qualidade dos laboratórios participantes e contribuir para garantir resultados analíticos exatos, permitindo, dessa maneira, a avaliação correta do risco a que estão sujeitos indivíduos e populações expostas ao chumbo.
A participação no Programa, além de dar maior segurança aos analistas, tem colaborado para a confiabilidade dos resultados analíticos gerados por laboratórios atuantes na área de toxicologia analítica.
CAPÍTULO 1 - GERENCIAMENTO DA EXPOSIÇÃO AO
CHUMBO
1.1 TOXICIDADE DO CHUMBO
1.1.1 PROPRIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS DO CHUMBO
O chumbo é um metal de cor acinzentada, dúctil e maleável, com ponto de fusão de 327 ºC e ponto de ebulição de 1.525 ºC. É solúvel em ácido nítrico e ácidos orgânicos, entre eles: ácido acético, ácido cítrico e outros presentes em alimentos. O chumbo é encontrado naturalmente na crosta terrestre com relativa abundância, em concentrações de aproximadamente 13 mg⋅kg-1, e se apresenta na forma de diferentes minérios, tais como: cerrusita (PbCO3), anglesita (PbSO4), litargírio (PbO) e galena (PbS), sendo este último a mais importante fonte natural de chumbo (LAUWERYS, 1980; OPAS, 1988 e PAOLIELLO, 2001).
1.1.2 PRODUÇÃO E PRINCIPAIS USOS DO CHUMBO
A utilização do chumbo pelo homem data de aproximadamente 9000 anos. Objetos confeccionados com chumbo metálico no quinto e sexto milênios a.C. foram encontrados em ruínas na Turquia, Iraque e Egito (BOECKX, 1986). Durante o Império Romano, o Pb metálico era usado na construção de aquedutos, na manufatura de taças e utensílios de cozinha e o óxido de chumbo era adicionado ao vinho como forma de corrigir a acidez (PAOLIELLO, 2001). A utilização de Pb pelos romanos atingiu proporções industriais e, na mesma época, foram relatados os primeiros casos de intoxicação por chumbo (BOECKX, 1986).
As principais fontes naturais de chumbo são emissões vulcânicas, intemperismo geoquímico e névoas aquáticas. Estima-se que as taxas de emissão natural do chumbo para a atmosfera sejam da ordem de 19 mil toneladas por ano (PAOLIELLO, 2001).
A concentração de chumbo na biosfera aumentou muito ao longo dos milênios, como resultado de atividades antrópicas. A utilização do chumbo cresceu muito durante a revolução industrial e também no início do século XX quando os compostos alquilados de chumbo passaram a ser utilizados como aditivos anti-detonantes na gasolina (OPAS, 1988).
Estima-se que a manufatura de baterias Pb-ácido representa cerca de 70% do consumo mundial de chumbo. Os principais países produtores de chumbo nos últimos anos foram: Estados Unidos, China e Alemanha. No Brasil, a produção de chumbo refere-se exclusivamente ao chumbo secundário, ou seja, obtido a partir da recuperação do metal de sucatas e rejeitos (PAOLIELLO, 2001).
O chumbo pode ser consumido na forma de metal puro ou ligado a outros metais e também na forma de óxidos. O Pb metálico é usado como um dos ingredientes das soldas, em materiais de revestimento na indústria automobilística e é também um valioso material protetor contra radiações ionizantes. Os óxidos de chumbo são usados principalmente: nas placas de baterias elétricas e acumuladores, como componentes da fabricação de borracha e como constituintes de vitrificados para louças (ZENEBON, 1986), vidros e esmaltes. Os sais de chumbo formam a base de muitas tintas e pigmentos. Há alguns anos o arseniato de chumbo era utilizado como praguicida (OPAS, 1988; PAOLIELLO, 2001).
1.1.3 PRINCIPAIS FONTES DE EXPOSIÇÃO AO CHUMBO
Pode-se classificar as fontes de exposição ao chumbo como ocupacionais e não ocupacionais.
1.1.3.1 Principais fontes de exposição ocupacionais
As principais fontes de exposição ocupacional ao chumbo são provenientes da obtenção desse metal a partir de seus minérios e do uso do chumbo metálico e seus sais em diferentes atividades.
Classificação dos Riscos Ocupacionais
Segundo (TSALEV, 1983), as ocupações envolvendo uso de chumbo podem ser classificadas, quanto ao risco, da seguinte forma:
• Ocupações de alto risco: fundição, purificação, soldagem ou corte de chumbo, fabricação de baterias, pigmentos, misturas de estabilizantes à base de sais de chumbo utilizadas na fabricação de plásticos tipo PVC, fabricação de alquil-chumbo, etc (TSALEV, 1983). A exposição a fumos de chumbo ocorre durante operações à alta temperatura (500 ºC), tais como solda de metais com chumbo fundido. A concentração média de chumbo encontrada na “zona de respiração” (vizinhança do operador) de soldadores de aço é de 1.200 µg⋅m-3. A solda de aço recoberto com silicato de zinco pode aumentar a concentração de Pb no ar em mais de 150 µg⋅m-3 e a solda de aço galvanizado proporciona um teor de chumbo no ar de 400 a 500 µg⋅m-3. O nível de chumbo sangüíneo de soldadores é cerca de 70 µg⋅dL-1 (IARC, 1980).
• Ocupações de risco moderado: pinturas com tintas à base de chumbo, aplicadas através de pulverização; mineração de chumbo, solda, fabricação de canos, fabricação e conserto de automóveis e navios, produção de cristais e vidros à base de chumbo, fabricação de tipos para impressão e de cerâmica vitrificada, entre outras (TSALEV, 1983).
• Ocupações de baixo risco: policiais de trânsito, motoristas de praça, manobristas de garagem e trabalhadores de estações rodoviárias (expostos ao chumbo provenientes dos gases de combustão, em países que utilizam o chumbo tetraetila como antidetonante do combustível), fabricantes de borracha, tipógrafos, técnicos de reparos de aparelhos eletrônicos, etc. (TSALEV, 1983).
1.1.3.2 Principais fontes de exposição não-ocupacionais
Segundo LAUWERYS (1980), o chumbo é o elemento não essencial mais abundante no organismo humano, devido às múltiplas fontes de exposição não-ocupacionais.
Como principais fontes de exposição não-ocupacionais ao Pb podemos citar o meio ambiente (ar, águas, solo, poeiras) e os alimentos, entre outras.
Outras possíveis fontes de contaminação por chumbo são a distribuição de água em encanamentos de chumbo, a utilização de tinturas capilares contendo chumbo, o uso de utensílios de cerâmica vitrificada para preparar, servir ou estocar alimentos, especialmente alimentos ácidos e a utilização de tintas com pigmentos à base de chumbo (ZENEBON, 1986). No Brasil, até a década de 80 os alimentos enlatados eram uma fonte importante de exposição ao chumbo, uma vez que se utilizava como solda das latas uma liga de chumbo-estanho, que atualmente foi substituída por solda eletrônica.
1.1.3.2.1 Meio ambiente 1.1.3.2.1.a Ar
Segundo a OPAS (1988), em países que utilizam chumbo como aditivo na gasolina, aproximadamente 80% deste metal, encontrado na atmosfera, é proveniente da circulação de veículos. Cerca de 90% do chumbo emitido encontra-se na forma de clorobrometo de chumbo (PbBrCl), em partículas de diâmetro muito pequeno (0,1 µm) e são também emitidos vapores de alquil chumbo, que são produzidos em sua maioria durante a fabricação, transporte e manuseio da gasolina contendo chumbo. Esses vapores são foto-reativos e se decompõem rapidamente na atmosfera.
Outras fontes importantes de emissão do metal para a atmosfera são as fundições de chumbo, as fábricas de recuperação do metal a partir de rejeitos de acumuladores e a combustão de carvão mineral (OPAS, 1988; ATSDR, 1997).
1.1.3.2.1.b Águas
As principais fontes de contaminação das águas são as descargas de efluentes industriais de fundições e outras indústrias que utilizam algum composto de chumbo, como a indústria eletrônica e as fábricas de baterias (MING, 1997).
As águas também podem ser contaminadas pelo Pb proveniente do ar e das poeiras (ATSDR, 1997). Em sistemas de distribuição que utilizam tubulações que contém Pb, este contaminante pode se dissolver, principalmente se o pH da água for menor que 6,5 (OPAS, 1988).
Em 1844, Christison, Professor de Medicina da Universidade de Edimburgo, fez o primeiro estudo científico moderno sobre a contaminação da água devido à utilização de encanamentos de chumbo, chamando a atenção para o problema; o
que resultou na limitação, ainda no século XIX, da utilização desse tipo de tubulação em alguns países da Europa, incluindo a Alemanha (QUINN e SHERLOCK, 1990). Porém, segundo os mesmos autores, em algumas localidades alemãs, tubulações de Pb foram utilizadas até 1970 aproximadamente.
1.1.3.2.1.c Solo
A contaminação do solo por chumbo origina-se principalmente de atividades antrópicas e pode causar sérios riscos ao sistema solo-planta-animal (QIAN,1996).
Uma série de fontes de chumbo, particularmente emissões de veículos que utilizam gasolina contendo chumbo, emissões industriais e resíduos provenientes da deteriorização de pintura a base de Pb, contribuem para espalhar a contaminação por chumbo nos solos, principalmente de áreas urbanas. (OPAS, 1988; MING, 1997)
1.1.3.2.2 Alimentos
Uma das rotas de ingresso de Pb no corpo humano é a ingestão de alimentos contaminados por esse metal.
O consumo de frutas, verduras e legumes cultivados em solos contaminados por metais tóxicos, incluindo o chumbo, pode representar um grave risco à saúde da população. A absorção dos metais pelos vegetais depende da espécie do vegetal e é determinada pelas propriedades físico-químicas do solo como distribuição do tamanho das partículas, conteúdo de matéria orgânica, salinidade, pH, entre outras (QIAN, 1996).
O consumo de vegetais contaminados por parte do gado leiteiro faz aumentar a concentração de Pb no leite (LAUWERYS, 1980).
Os alimentos também podem ser contaminados durante o transporte, processamento e preparação caseira (PAOLIELLO, 2001).
Outra fonte de exposição ligada à alimentação é o consumo de alimentos ácidos acondicionados em latas contendo chumbo como um componente da solda, ou alimentos ácidos servidos em cerâmicas vitrificadas ou em cerâmicas pintadas com tintas que utilizam pigmentos à base de Pb (ZENEBON, 1986; LAUWERYS, 1980; ATSDR, 1997, AZCONA-CRUZ, 2000).
A utilização de latas com soldas contendo chumbo, para acondicionar alimentos, foi proibida nos Estados Unidos na década de 80. Por este motivo a quantidade de chumbo encontrado em alimentos enlatados daquele país diminuiu em 87% de 1980 a 1988 (ATSDR, 1997). Também no Brasil, conforme já citado, esse tipo de solda não é mais utilizado para o acondicionamento de alimentos, tendo sido substituída por solda eletrônica.
1.1.3.2.3 Outras fontes
Entre as outras fontes de exposição ao Pb podemos citar (ATSDR, 1997):
• Consumo de remédios caseiros contendo chumbo; • Utilização de maquiagem contendo Pb;
• Utilização de tinturas para cabelo à base de Pb;
• Prática de hobbies que envolvam o emprego de Pb (ex. confecção de esculturas empregando solda à base de Pb);
• Tabagismo – alguns cigarros contêm pequenas quantidades de Pb; • Exposição a poeiras de Pb provenientes de uniformes de algum
membro da família exposto ocupacionalmente ao metal;
• Exposição a lascas de tinta à base de Pb. - Muitos países têm proibido a adição de pigmentos à base de chumbo nas tintas, enquanto outros restringem a sua quantidade. Nos Estados Unidos,
estima-se que entre 25 e 40 milhões de residências ainda contêm quantidades significativas de superfícies pintadas com tinta contendo chumbo (PAOLIELLO, 2001).
1.1.4 INTOXICAÇAO POR CHUMBO
Segundo o ATSDR (1997), quando uma substância química é liberada para o ambiente nem sempre resulta em exposição. Um indivíduo só será exposto a essa substância quando entrar em contato com ela, quer por ingestão, por inalação ou por contato através da pele.
Quando um indivíduo é exposto ao Pb, muitos fatores determinam se essa exposição causará ou não danos à sua saúde. Dentre esses fatores temos: dose (quantidade), duração (quanto tempo) e tipo de contato. Deve-se também levar em conta: a idade, sexo, dieta, histórico familiar, estilo de vida e estado de saúde (ATSDR, 1997).
Segundo PAOLIELLO (2001), provavelmente o primeiro médico a relacionar quadros de cólica abdominal grave, em trabalhadores de minas de chumbo, com intoxicação por este metal foi Hipócrates em 370 a.C. Plínio, autor romano da primeira enciclopédia, já relatava os efeitos tóxicos do chumbo.
No Brasil, a contaminação ambiental proveniente de atividades industriais pode ser considerada uma das causas mais importantes de intoxicação por chumbo, uma vez que, desde a década de 80, o combustível de veículos não contém chumbo tetraetila como antidetonante.
O risco de exposição ao chumbo é mais elevado em crianças que em adolescentes / adultos, devido ao fato destas apresentarem maior facilidade de absorção intestinal de metais pesados, e também devido a uma maior deposição de chumbo no sistema ósseo (GAFFURI, 1985; OPAS, 1988; ATSDR, 1997; JACOB, 2000). Os índices de absorção e retenção de chumbo proveniente da dieta, observados por ALEXANDER (1973), para crianças com idade variando de 3 semanas a 8 anos e 6 meses, foram respectivamente 50% e 18%; enquanto que em adultos essas porcentagens foram de 5% e 10%, respectivamente.
Foi também observado que a mesma concentração de chumbo inalada do ar e / ou ingerida de alimentos e água resulta numa concentração de chumbo sangüíneo quantitativamente maior em crianças que em adultos, por ser esta quantidade de chumbo absorvida maior em relação ao peso corpóreo infantil que dos adultos (ZIEGLER, 1978). Além disso, as crianças também são expostas à fontes de contaminação incomuns entre os adultos como “pica”, hábito de levar objetos e dedos à boca (MIELKE, 1998).
Em adultos, a dieta pode ser considerada como a principal fonte exógena não ocupacional de chumbo (GULSON, 1999). A dieta também exerce um papel importante na suscetibilidade à intoxicação por chumbo, principalmente em relação à sua composição e à quantidade de alimentos consumidos (MAHAFFEY, 1981; ATSDR, 1997). BRUENING (1999) observou que dietas com baixo teor de cálcio aumentam a suscetibilidade à intoxicação por chumbo. Dietas ricas em gordura e dietas deficientes em minerais aumentam, respectivamente, em sete e vinte vezes a absorção de chumbo (BARLTROP & KHOO, 1976).
Estudos recentes têm indicado uma relação significante entre a exposição a baixos níveis de Pb e os efeitos adversos no sistema neurológico, tanto em crianças como em adultos. Foi encontrado que baixos níveis sangüíneos de chumbo, entre 10 e 25 µg⋅dL-1, estão associados com a diminuição da função cognitiva em crianças, enquanto que em adultos esses mesmos níveis estão associados a um aumento da pressão arterial (HU, 1998).
Estudos toxicológicos realizados nos últimos anos em diferentes países demonstraram uma diminuição considerável nos níveis de chumbo sangüíneo da população em geral, que foi atribuída à redução ou eliminação do Pb na gasolina e à substituição da solda contendo Pb por solda eletrônica para alimentos enlatados (GULSON, 1999; ATSDR, 1997).
Embora os efeitos adversos à saúde provocados pelo chumbo sejam conhecidos há muitos séculos, a intoxicação por chumbo proveniente de diferentes fontes ainda continua sendo um problema importante de Saúde Pública, em diversas partes do mundo (PAYTON, 1998). Muitos autores, de diferentes países, continuam publicando trabalhos sobre contaminação por chumbo, entre eles: DEVEAUX (África do Sul, 1986); RIEUWERTS (Tchecoslováquia, 1996); MING (Malásia, 1997); HILTS (Canadá, 1998); CHATTERJEE (Índia, 1999); RAGUNATH (Índia, 2000); SHINN (Estados Unidos, 2000); YIIN (Estados Unidos, 2000); TRISTAN (Grécia, 2000); SHARMA & REUTERGARDH (Filipinas, 2000); JACOB (Alemanha, 2000); AZCONA-CRUZ (México, 2000).
No Brasil, temos casos recentes de exposição ambiental e ocupacional ao chumbo em Bauru, Estado de São Paulo, ocasionada por uma fábrica de baterias, e também na região do Vale do Ribeira, entre os estados de São Paulo e Paraná, antiga área de mineração (PAOLIELLO, 2002).
1.1.5 TOXICOCINÉTICA
Segundo LAWERYS (1980), as principais vias de penetração do chumbo no organismo são:
• Via respiratória - Inalação de vapores, fumos e pós finos de chumbo. É a via de penetração mais importante no caso de exposição ocupacional ao Pb.
• Via oral – Seja por ingestão do Pb anteriormente inalado ou por ingestão direta de chumbo.
• Via cutânea – O Pb inorgânico, ao contrário do chumbo tetraetila, é muito pouco absorvido por via cutânea.
Dessa maneira, as principais vias de absorção do chumbo inorgânico são os pulmões e o trato gastrintestinal.
A absorção pulmonar é a via mais importante na exposição profissional. A deposição, retenção e absorção do chumbo inalado dependem do ritmo respiratório, duração e nível de exposição, fatores individuais como idade, sexo, estado fisiológico e das características físico-químicas do produto, tais como: tamanho das partículas, forma e solubilidade. Em média, 30% do chumbo inalado é absorvido pelos pulmões. As partículas maiores se depositam nas vias respiratórias altas e posteriormente são ingeridas (ALESSIO, 1979).
Calcula-se que cerca de 10% do chumbo ingerido é absorvido pelo trato gastrintestinal, sendo o restante eliminado pelas fezes. Essa absorção depende do estado nutricional, pois dietas com baixo teor de cálcio, ferro e proteínas aumentam a absorção do chumbo (OMS, 1980).
O chumbo absorvido passa para a corrente sangüínea e se distribui em todo o organismo acumulando-se em certos compartimentos. Cerca de 95% do chumbo que circula pelo sangue fixa-se nas hemácias. O chumbo presente no organismo pode dividir-se em dois tipos: a fração estável e a móvel. Em adultos, cerca de 90% da carga corpórea de chumbo concentra-se nos dentes e ossos e apresenta uma meia vida aproximada de 20 anos. Em crianças, cerca de 73% do Pb é estocado nos ossos (ATSDR, 1997).
O chumbo da fração intercambiável se distribui no sangue e nos tecidos moles, onde fica em equilíbrio. A meia vida do chumbo no sangue é cerca de vinte dias (TSALEV, 1983).
O Pb acumulado nos ossos pode ser mobilizado durante algumas condições fisiológicas ou patológicas, sendo as mais importantes: a idade, a presença de osteoporose, doenças renais, gravidez e lactação (GOYER,1993; ATSDR, 1997; GULSON,1999).
GULSON et al. (1999), realizaram um estudo epidemiológico na Austrália com 28 mulheres e verificaram que nos casos onde a exposição ao chumbo devido à contaminação ambiental ou à ingestão de alimentos contaminados é baixa, a contribuição da mobilização do Pb acumulado nos ossos, devido à intoxicação pregressa, é o fator principal para os níveis de Pb sangüíneo, especialmente durante a gravidez e pós-parto.
A eliminação do chumbo é feita principalmente através da urina e, em menor grau, pelas secreções gastrintestinais.
A Figura 1.1 mostra a absorção, distribuição e eliminação do Pb.
FRAÇÃO ESTÁVEL FRAÇÃO MÓVEL
(ossos, dente, cabelo) (fígado e rins)
respiração urina, fezes,
e absorção CHUMBO SANGÜÍNEO excreção suor e leite ingestão
Figura 1.1 - Absorção, distribuição e eliminação de chumbo em seres
humanos
1.1.6 TOXICODINÂMICA
O chumbo, elemento tóxico não essencial que se acumula no organismo, forma ligações covalentes, principalmente com átomos de enxofre de moléculas biológicas, e também com amino grupos (–NH2) e carboxilas (–COOH). A interação do chumbo com o grupo sulfidrila (–SH) é considerada como o efeito toxicológico de maior significado(TSALEV, 1983).
O Pb afeta o sistema nervoso, o sistema imunológico, os rins, a medula óssea, o fígado e os ossos. As crianças são mais vulneráveis à exposição por Pb que os adultos (ASTDR, 1997). Verificou-se que no caso de crianças, até mesmo a baixa exposição ao chumbo, pode produzir alterações psicológicas, comportamentais e intelectuais (MAHAFFEY, 1981).
As principais ações tóxicas do chumbo no organismo humano compreendem:
1.1.6.1 Biossíntese do Heme
A intoxicação por chumbo produz diferentes efeitos no sistema hematopoiético, induzindo o aparecimento de anemia, devido ao comprometimento nas sínteses da globina e do HEME. O chumbo inibe a redução enzimática do Fe3+ a Fe2+ dentro da mitocôndria, resultando em redução da disponibilidade do Fe2+ na produção do HEME. Ocorre um acúmulo de protoporfirina nas células vermelhas, devido à inibição do ácido δ-levulínico desidratase (ALAD) e da ferroquelatase (GOYER, 1972). Essas alterações, que ocorrem no sistema hematopoiético, são utilizadas como indicadores biológicos para avaliação de níveis elevados de chumbo no organismo.
Crianças portadoras de deficiência de ferro e anemia ferropriva, especialmente as desnutridas, apresentam uma maior probabilidade de intoxicação por metais pesados, como o chumbo (MAHAFFEY, 1981).
Na deficiência de ferro há um aumento na eficiência da absorção de metais bivalentes. Em estudo realizado nos Estados Unidos verificou-se que crianças anêmicas apresentaram uma prevalência de três a quatro vezes maior de intoxicação por chumbo que crianças não anêmicas (MAHAFFEY, 1981).
O chumbo interfere em várias fases da biossíntese do heme inibindo a enzima δ-amino levulínico desidratase (ALA-D), o que resulta no aumento acentuado dos níveis do ácido δ-amino levulínico no sangue e na urina.
Uma outra enzima que sofre inibição pelo chumbo é a coproporfirinogênio descarboxilase, inibição esta demonstrada pela eliminação excessiva de coproporfirina na urina (COPRO-U). Estas alterações enzimáticas provocadas pelo chumbo resultam na redução da biossíntese do heme, provocando anemia. Além disso, ocorre interferência na síntese e na hemólise dos eritrócitos (TSALEV, 1983).
Dessa maneira, os efeitos hematológicos do Pb incluem: níveis elevados do ácido δ-aminolevulínico (ALA) na urina, da ordem de 40 µg/100 mL, teores elevados de protoporfirina eritrocitária (EPP), de cerca de 20 µg/100 mL em homens e no intervalo entre 15 e 20 µg/100 mL em mulheres e crianças e, inibição parcial do ácido δ-aminolevulínico desidratase (ALAD) para níveis compreendidos entre 5 e 10 µg/100 mL (QUINN e SHERLOCK, 1990).
1.1.6.2 Sistema Nervoso
Os efeitos do chumbo no sistema nervoso podem ocorrer tanto no sistema nervoso central como no periférico e variam com a intensidade e duração da exposição. As encefalopatias provocadas pelo chumbo ocasionam mudanças na função psicomotora, na personalidade, perda da memória e da capacidade de concentração (TSALEV, 1983; WHO, 1977).
No sistema nervoso periférico ocorrem neuropatias, sendo uma delas a debilidade muscular com certo grau de atrofia. Quando a função motora é afetada verifica-se hiperestesia, analgesia e anestesia das áreas afetadas (WHO, 1977).
A encefalopatia provocada por compostos orgânicos de chumbo é, até certo ponto, diferente da provocada pelo chumbo inorgânico, surgindo problemas psiquiátricos como alucinações, tremores, delírios, insônia, cefaléia e profundas alterações do humor (LARINI, 1982).
As crianças são mais susceptíveis que os adultos também com relação aos efeitos do chumbo no sistema nervoso central (MAHAFFEY, 1981). Mesmo baixos níveis de exposição podem afetar o crescimento mental e físico das crianças (ATSDR, 1997).
A absorção do chumbo pode começar durante a vida intra-uterina, pois o Pb atravessa a barreira placentária sendo, portanto, o feto passível de intoxicação por esse metal (GOYER,1993). No caso em que o feto é exposto a Pb, os bebês podem nascer prematuramente e com baixo peso (ATSDR, 1997).
1.1.6.3 Sistema Renal
A exposição prolongada ao chumbo produz, nos rins, uma nefropatia inespecífica que se caracteriza morfologicamente por fibrose intersticial intensa, atrofia tubular e dilatação com efeito tardio nos glomérulos (WHO, 1977).
1.1.6.4 Trato Gastrintestinal
Um dos sintomas da intoxicação pelo chumbo é o aparecimento de cólicas, que constituem advertência aos efeitos tóxicos do metal, principalmente em exposições por longos períodos (LARINI, 1982).
Trabalhadores expostos ao chumbo apresentam sintomas gastrintestinais, tais como perda de apetite, distúrbios estomacais, diarréia e constipação (LARINI, 1982).
1.1.6.5 Fígado
Não há evidência definitiva dos efeitos tóxicos do chumbo ao nível hepático. Os transtornos hepáticos são mais evidentes somente nas intoxicações severas (LARINI, 1982).
1.1.7 INDICADORES BIOLÓGICOS
A presença de substâncias potencialmente tóxicas no meio ambiente ou no ambiente de trabalho impõe a necessidade de avaliação sistemática e periódica da exposição à qual a população ou os trabalhadores estão submetidos (monitorização), a fim de manter níveis de exposição compatíveis com a preservação da saúde (LEPERA, 1993/1994).
A monitorização pode ser definida como uma atividade sistemática, contínua e repetitiva, relacionada à saúde, com propósito de conduzir, se necessário, à ações corretivas. Três tipos de monitorização podem ser definidos: Ambiental, Biológica e Vigilância em Saúde. A monitorização biológica é a medição e avaliação dos agentes químicos ou seus produtos de biotransformação em tecidos, secreções, ar expirado ou qualquer combinação destes, para estimar exposição e risco à saúde, por comparação à uma referência apropriada (LEPERA, 1993/1994).
Segundo LEPERA (1993/1994), os parâmetros utilizados na biomonitorização são chamados de indicadores biológicos e compreendem o xenobiótico, seus produtos de biotransformação ou uma alteração bioquímica cuja determinação em amostras biológicas permite avaliar a intensidade da exposição.
Os indicadores biológicos mais utilizados para avaliar a contaminação por chumbo são a dosagem de chumbo no sangue total (Pb-s), a dosagem de chumbo no cabelo (BERGOMI, 1985), a dosagem de zincoprotoporfirina eritrocitária (ZPP) e a dosagem do ácido δ-amino levulínico na urina, sendo a dosagem de chumbo no sangue total considerada como o indicador mais sensível e específico.
A dosagem de ZPP é útil apenas em casos de “screening” já que a determinação é simples e rápida podendo inclusive ser realizada em campo. Porém, o teste não é seletivo, pois a dosagem de ZPP aumenta não apenas em casos de exposição ao chumbo como também nos casos de deficiência de ferro (GAFFURI, 1985).
O cabelo é uma matriz fácil de obter e conservar, porém não é considerado um bom indicador para exposições a Pb, pois os dados existentes na literatura não são confrontáveis entre si, devido a numerosas variáveis interferentes, entre elas o sexo, a idade e a raça; além disso, é facilmente contaminado pelo Pb presente no ambiente. Alguns autores consideram que esse indicador pode ser utilizado para exposições a longo prazo (GAFFURI, 1985; BERGOMI, 1985).
Conforme já foi citado, o Pb absorvido se distribui em todo o organismo e se acumula em certos compartimentos; no sangue, o Pb dissolve-se no plasma e une-se à hemoglobina dos eritrócitos. Como o Pb se distribui rapidamente para os outros tecidos, o aumento da concentração de Pb sangüíneo indica uma exposição recente ao metal; no caso de exposições intermitentes, a concentração de Pb sangüíneo tem seu uso limitado (OPAS, 1988).
Conforme já mencionado, o chumbo sangüíneo (Pb-s) que expressa a concentração de chumbo no sangue total, é o melhor indicador de exposição recente a esse metal. Para exposições contínuas, a concentração do Pb-s atinge um patamar que depende do nível de exposição, embora a carga corpórea aumente continuamente com a exposição. Este fato constitui uma das limitações da monitorização biológica (ALESSIO, 1979; TSALEV, 1983).
A meia vida do chumbo no sangue é de vinte dias. Trabalhadores afastados da exposição ao chumbo podem apresentar plumbemia normal, porém apresentam uma carga corpórea alta, pois cerca de 90% do chumbo acumula-se nos ossos. Apesar do Pb-s ser normal, ainda há alterações na síntese do heme; portanto, recomenda-se uma análise adicional de um indicador de efeito (ácido δ-aminolevulínico na urina). O ALA-U também tem suas limitações, pois é alterado apenas quando a concentração de Pb-s é superior a 35-45 µg/100mL e tem latência de cerca de 2 semanas, quando retorna ao normal (GAFFURI, 1985).
Em virtude da não especificidade da sintomatologia clínica do chumbo, o diagnóstico de intoxicação por este metal requer vários tipos de informações referentes à exposição tais como: substâncias químicas envolvidas no processo de produção, as formas em que elas se apresentam, vias de exposição e absorção. Na interpretação dos resultados deve-se também levar em conta fatores individuais tais com: idade, sexo e caracteres genéticos que são capazes de influenciar a farmacocinética (absorção, distribuição, biotransformação e excreção) do agente tóxico no organismo.
Toda monitorização biológica deve ser acompanhada por uma monitorização ambiental, para que todas as medidas de correção do meio ambiente ou do ambiente de trabalho sejam tomadas, a fim de evitar danos à saúde.
1.1.8 LEGISLAÇÃO EM VIGOR
No Brasil, não existe legislação que estabelece limites máximos de chumbo em sangue para a população em geral; a legislação em vigor Norma Reguladora no 7 (NR-7) refere-se a adultos expostos ocupacionalmente.
A Portaria no 24, de 1994, que aprova o texto da NR-7, estabelece para chumbo inorgânico (BRASIL, 1994):
Valor normal...até 40 µg de Pb/ 100 mL de sangue Índice Biológico Máximo Permitido (IBPM)...60 µg de Pb/ 100 mL de sangue O IBMP é o valor máximo do indicador biológico para o qual se supõe que a maioria das pessoas ocupacionalmente expostas, não corre riscos de danos à saúde. A ultrapassagem deste valor significa exposição excessiva com prováveis danos à saúde (BRASIL, 1994).
Nos Estados Unidos, o “U.S. Centers for Disease Control” – CDC, em 1991, decidiu alterar a concentração máxima de chumbo sangüíneo considerada segura para crianças de 25 µg/100 mL para 10 µg/100 mL, pois estudos observaram que níveis sangüíneos de chumbo entre 10-25 µg/100 mL eram responsáveis pelo aparecimento de alterações do sistema nervoso central. O CDC e a OMS, adotaram o valor de 10 µg/100 mL como guia ou nível de ação oficial (PAOLIELLO, 2001). No caso de crianças, o CDC recomenda avaliação médica e investigação ambiental com remediação, para níveis sangüíneos de chumbo maiores ou iguais a 20 µg/100 mL e, para níveis sangüíneos maiores que 45 µg/100 mL, considera necessário tratamento médico (ATSDR, 1997).
1.2 DETERMINAÇÃO DE CHUMBO SANGÜÍNEO
A determinação de chumbo sangüíneo pode ser realizada utilizando diferentes técnicas analíticas, entre elas: voltametria anódica “stripping” (ASV), espectrometria de absorção atômica com chama (FAAS) e com forno de grafite (ETAAS) e atualmente espectrometria de emissão atômica com plasma acoplado indutivamente interfaceado a um detector de massa - ICP-MS (VIKSNA, 1997). Porém, as técnicas mais utilizadas no Brasil são a FAAS e a ETAAS.
A técnica de FAAS, apesar de mais antiga, é ainda bastante utilizada por ser simples, barata e rápida, se comparada às demais.
No caso da determinação de chumbo, a técnica de FAAS possui baixa sensibilidade para esse elemento, sendo necessária uma etapa de pré-concentração, que consiste na complexação do metal com APDC (pirrolidina ditiocarbamato de amônio) e posterior extração com solvente orgânico (geralmente MIBK – metil isobutil cetona).
Devido à baixa sensibilidade, essa técnica não pode ser utilizada para a determinação de baixos níveis de chumbo sangüíneo, como os normalmente encontrados em crianças e adultos não-expostos; porém é bastante utilizada para avaliar exposições ocupacionais a esse metal.
Uma outra limitação da FAAS para a determinação de Pb-s é o fato de utilizar grandes quantidades de amostra; dependendo da sensibilidade do equipamento usado pode ser necessária uma alíquota de 5 a 7 mL de sangue, o que dificulta a sua utilização para a avaliação da exposição de crianças.
Essa técnica vem sendo gradativamente substituída pela ETAAS, que permite a detecção de níveis de Pb sangüíneo bem menores, sem a necessidade de pré-concentração da amostra.
O uso do forno de grafite como fonte de atomização estendeu a capacidade da espectrometria de absorção atômica para a determinação de elementos em níveis de concentração de traços e ultra-traços, uma vez que toda a amostra injetada no equipamento é atomizada. Já na espectrometria de absorção atômica com chama, mais de 90% da amostra introduzida na câmara de nebulização não passa pelo processo de atomização, sendo dispensada para o dreno (WELTZ, 1999).
Além disso, a sensibilidade obtida pela técnica de ETAAS é maior que a da FAAS, também devido ao fato do tempo de residência dos átomos do analito no compartimento de amostra ser cerca de 100 vezes maior que na chama, onde os átomos permanecem poucos milésimos de segundos. Conseqüentemente, no caso do forno de grafite um número maior de átomos fica disponível para absorver a radiação, permitindo assim a determinação de níveis mais baixos de chumbo. (WELTZ, 1999)
A ETAAS também caracteriza-se por utilizar uma pequena alíquota da amostra (normalmente 10 a 50 µL) a qual é dispensada em um tubo de grafite e aquecida eletrotermicamente. Dessa maneira, os componentes da matriz que poderiam causar interferência são removidos antes da atomização, o que constitui uma grande diferença em relação à técnica de chama.
A utilização de corretor de background Zeeman em substituição à lâmpada de deutério, diminuiu ainda mais o limite de quantificação para chumbo sangüíneo determinado por forno de grafite.
A técnica de ASV é também uma técnica bastante sensível devido à etapa de pré-concentração que tem lugar antes da etapa de determinação do Pb (VIKSNA, 1997). E, embora bastante utilizada nos EUA para a determinação de Pb-s (PARSONS, 1997), é pouco empregada no Brasil para esse fim.
Essa técnica tem como desvantagem a necessidade da digestão completa da amostra antes da medição. O pré-tratamento da amostra é a etapa crítica por ser demorada e envolver portanto o risco de contaminação da amostra (VIKSNA, 1997). Além disso, o longo tempo de análise e o alto custo dos reagentes (PARSONS, 1997) são fatores determinantes para o não emprego desta técnica em laboratórios brasileiros de toxicologia analítica.
ZHANG et al, (1997) compararam a técnica de ICP-MS com a técnica de forno de grafite para a determinação de chumbo sangüíneo e concluíram que a técnica de ICP-MS é simples e com desempenho comparável à de forno de grafite, sendo porém dez vezes mais rápida.
A Tabela 1.1 apresenta os limites de detecção de chumbo pelas diferentes técnicas analíticas, conforme manual de espectroscopia atômica da Perkin Elmer.
Tabela 1.1 - Limite de detecção para chumbo determinado por diferentes
técnicas analíticas
Técnica Limite de detecção (µg⋅L-1)
FAAS 15 ETAAS 0,05
ICP 1,0 ICP-MS 0,00004
Pode-se observar que a técnica de ICP-MS apresenta alta sensibilidade para a determinação de chumbo, em relação às demais; porém, é ainda pouco utilizada no Brasil devido ao seu alto custo.
CAPÍTULO 2 – GARANTIA DA QUALIDADE
ANALÍTICA POR MEIO DE COMPARAÇÕES
2.1 INTRODUÇÃO
A preocupação com a qualidade iniciou-se durante a 2a Guerra Mundial em relação aos aparatos bélicos, a fim de que estes não falhassem em situações críticas e, posteriormente, estendeu-se aos bens de consumo visando a satisfação do consumidor (TIGLEA, 2000). A globalização, que tem como característica o livre comércio entre as nações, vem tornando o mercado cada vez mais exigente e competitivo, reforçando a necessidade de atenção à qualidade.
A busca da qualidade também atingiu o setor de prestação de serviços onde se enquadra o Laboratório. Nos últimos anos, a garantia da qualidade dos resultados analíticos deixou de ser uma preocupação pessoal do analista para ter um enfoque amplo, envolvendo as Instituições e Empresas como um todo.
Por este motivo, as instituições têm investido, não apenas em novos equipamentos cada vez mais sofisticados, como também na implantação de um Sistema de Gestão da Qualidade, a fim de gerenciar as atividades técnicas e administrativas nelas desenvolvidas.
No caso específico de laboratórios de análise de contaminantes presentes em materiais biológicos, alimentos ou amostras ambientais, a preocupação com a qualidade analítica é de extrema importância, uma vez que envolve a determinação de analitos que não deveriam estar presentes na amostra e, quando presentes, são encontrados em níveis de traços (mg⋅kg-1 ou mg⋅L-1) ou ultra-traços (µg⋅kg-1 ou µg⋅L-1).
A análise de contaminantes inorgânicos, onde se enquadra a determinação de chumbo sangüíneo, requer cuidados durante toda a análise, desde a etapa de amostragem até a obtenção do resultado final, principalmente para evitar a perda
do analito ou a contaminação da amostra, pois como o analito está presente em baixas concentrações, o erro relativo resultante é grande.
No caso da determinação de chumbo sangüíneo, a preocupação com a exatidão do resultado advém do fato de envolver a saúde humana, uma vez que o Pb é um metal tóxico altamente disseminado no meio ambiente. Além disso, no caso de análise de material biológico de indivíduos expostos ocupacionalmente, implica também em questões sociais pois, além do dano à saúde, o trabalhador pode ser afastado e perder seu emprego.
2.2 PRINCIPAIS FONTES DE ERROS
As principais fontes de erro na análise de amostras biológicas estão associadas a fatores ambientais e fisiológicos, procedimentos e materiais de coleta, além da metodologia analítica; porém, a principal fonte de variação está relacionada a fatores farmacocinéticos (BON, 2001).
Dessa maneira, pode-se considerar como principais fontes de variação, relacionadas apenas à etapa de coleta e determinação de Pb-s, os seguintes fatores ou etapas analíticas:
2.2.1 Amostragem – A parte da amostra a ser analisada deve ser
representativa do todo. Existem duas etapas de amostragem, a primeira refere-se à coleta do sangue humano e a segunda à alíquota retirada da amostra para ser analisada.
2.2.1.1 Coleta do sangue
Local – Deve-se tomar cuidado para que o sangue coletado não seja
contaminado pelo chumbo presente no ambiente.
Tipo de frasco de coleta – O sangue deve ser coletado
preferencialmente em tubo “vacutainer” próprio para determinação de traços de metais.
Conservante – O tubo de coleta deve conter anti-coagulante - EDTA
ou heparina.
2.2.1.2 Alíquota a ser analisada – Deve-se verificar se a amostra de
sangue é homogênea, sem coágulos, pois uma parte do chumbo presente na amostra pode estar precipitada.
2.2.2 Transporte – A amostra deve ser transportada sob refrigeração.
2.2.3 Contaminação da amostra
A amostra de sangue pode ser contaminada principalmente pelo ambiente do laboratório, vidraria e reagentes. Entre os cuidados para se evitar a contaminação podemos citar:
2.2.3.1 Ambiente – O laboratório de análise de traços deve ser limpo, livre de poeiras e particulados.
2.2.3.2 Reagentes – Devem ser utilizados reagentes de alto grau de
pureza, compatíveis com análise de traços.
2.2.3.3 Vidraria – Toda vidraria utilizada deve ser quimicamente limpa, ou seja, o material após lavagem comum com detergente neutro, deve ser mergulhado em solução de ácido nítrico 20% (v/v) por 24 horas. Depois deve ser enxaguado com água destilada e desmineralizada.
2.2.4 Perda do analito – Precauções devem ser tomadas para se evitar a
perda do analito por evaporação, precipitação ou adsorção nas paredes dos recipientes, durante o procedimento analítico e durante a estocagem. Para tanto, devem ser observadas as condições adequadas de temperatura, o meio conservante e a utilização de frascos de polietileno.
2.2.5 Determinação – Para minimizar os erros relacionados à
determinação de Pb-s deve-se empregar métodos validados e adequados à matriz a ser analisada e utilizar equipamentos calibrados, seguindo um protocolo analítico pré-estabelecido.
2.3 CONFIABILIDADE DOS RESULTADOS ANALÍTICOS
Além dos itens anteriormente citados como fontes de erros, a garantia da qualidade também envolve (THOMPSON & LOWTHIAN, 1993; THOMPSON, 2002):
• Treinamento e reciclagem constantes dos analistas; • Utilização de métodos de análise validados;
• Utilização de procedimentos de controle interno da qualidade; • Participação em ensaios de proficiência;
• Credenciamento de acordo com uma norma internacional, geralmente ISO / IEC 17025.
2.3.1 Validação de metodologias analíticas
Segundo THOMPSON (2002), sempre que possível um laboratório deve utilizar metodologias analíticas validadas por meio de estudos colaborativos, seguindo um protocolo internacional. Quando isso não for possível, o método deve ser validado “in house” antes de ser empregado.
Etapas a serem seguidas para a validação “in house” de uma metodologia (THOMPSON, 2002):
• Aplicabilidade – deve conter as seguintes informações:
o Identidade do analito – Incluindo a especiação, quando possível;
o Faixa de trabalho – Referente ao intervalo de concentração do analito dentro do qual a metodologia pode ser utilizada; o Matrizes para as quais a metodologia foi validada.
• Seletividade – No caso de ensaios quantitativos, refere-se ao grau de exatidão com que o analito pode ser quantificado na presença de interferentes.
• Calibração e faixa de linearidade incluindo a verificação do efeito de matriz.
• Cálculo da exatidão (trueness) – A exatidão mede a concordância entre o resultado do teste e o valor de referência aceito para a propriedade medida.
