Apresentação: D.M. Bernstein, Outubro de 2005
ENTENDENDO O AMIANTO CRISOTILA
:
Um novo entendimento baseado em dados atuais
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ECB – Ispra, Outubro de 2005
David M. Bernstein, Ph.D.
David M. Bernstein Ph.D., Consultor em Toxicologia,
40 chemin de la Petite-Boissière, CH-1208 Genebra, Suíça
Apresentação: D.M. Bernstein, Outubro de 2005
Princípios de Toxicologia da Fibra
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Tamanho da fibra
A fibra é fina demais para ser inalada?
A fibra é longa demais para frustrar a capacidade dos macrófagos
de removê-la dos pulmões com segurança?
Biossolubilidade da fibra/partícula
Será que a fibra/partícula irá persistir tempo suficiente para
causar um efeito ou ela vai se dissolver rapidamente?
Composição/efeitos de superfície
Se a fibra/partícula for durável, ela pode causar efeitos
Apresentação: D.M. Bernstein, Outubro de 2005
No pulmão não exposto, um ou dois macrófagos residem
em cada alvéolo em um ambiente quase estéril.
Bronquíolo respiratório
Macrófago
Ducto alveolar
Pneumócito
Tipo II
Saco alveolar
Referência: Bernstein, David M. Biopersistência da fibra, toxicidade e amianto. Revista da Universidade Saúde
Ocupacional e Ambiental (UOEH), volume 25 suplemento 1, páginas 237-243, 2003.
Apresentação: D.M. Bernstein, Outubro de 2005
Imediatamente após a exposição encontramos muitas
partículas e fibras curtas e longas
Bronquíolo respiratório
Ducto alveolar
Pneumócito
Tipo II
Apresentação: D.M. Bernstein, Outubro de 2005
Após a depuração precoce só restam fibras longas
Bronquíolo respiratório
Ducto alveolar
Pneumócito
Tipo II
Apresentação: D.M. Bernstein, Outubro de 2005
As fibras biossolúveis desaparecem rapidamente
retorno rápido ao estado normal
Bronquíolo respiratório
Ducto alveolar
Pneumócito
Tipo II
Apresentação: D.M. Bernstein, Outubro de 2005
Com fibras duráveis as fibras longas permanecem
inflamação crônica
Bronquíolo respiratório
Ducto alveolar
Pneumócito
Tipo II
Saco alveolar
Apresentação: D.M. Bernstein, Outubro de 2005
Fibras de vidro após instilação endotraqueal
Referência: Bernstein, D.M., R.T. Drew e M. Kuschner. Patogenicidade de fibras minerais sintéticas e o contraste com fibras naturais Em: Efeitos biológicos de fibras minerais sintéticas. Organização Mundial da Saúde, Copenhagen (1983), ISBN 92 980 12471.
Apresentação: D.M. Bernstein, Outubro de 2005
Fibras de vidro após instilação endotraqueal
Instilação endotraqueal de fibras de vidro
Referências: Bernstein, D.M., R.T. Drew e M. Kuschner. Patogenicidade de fibras minerais sintéticas e o contraste com fibras naturais. Em: Efeitos biológicos de fibras minerais sintéticas. Organização Mundial da Saúde, Copenhagen (1983), ISBN 92 980 12471.
Apresentação: D.M. Bernstein, Outubro de 2005
Fibras de vidro após instilação endotraqueal
Referências: Bernstein, D.M., R.T. Drew e M. Kuschner. Patogenicidade de fibras minerais sintéticas e o contraste com fibras naturais. Em: Efeitos biológicos de fibras minerais sintéticas. Organização Mundial da Saúde, Copenhagen (1983), ISBN 92 980 12471.
Apresentação: D.M. Bernstein, Outubro de 2005
•
Todas as partículas que alcançam a porção inferior do pulmão podem ser
englobadas pelos macrófagos.
•
Em virtude de suas propriedades aerodinâmicas, as fibras podem entrar na
porção inferior do pulmão com um comprimento muito maior, e não podem
ser englobadas pelos macrófagos.
diâmetro máximo da partícula
10 microns
tamanho do macrófago 15 microns
Apresentação: D.M. Bernstein, Outubro de 2005
A biopersistência da fibra se correlaciona com a
resposta patológica
Estudos de
carcinogenicidade
por inalação
Estudo de injeção intraperitoneal
Referências:
Bernstein, D. M., Riego-Sintes, J.M.,Ersboell, B.K., e Kunert, J., Biopersistência de fibras minerais
sintéticas como fator preditor de toxicidade por inalação crônica em ratos. Toxicologia da inalação,
Vol 13 (10), pp. 823-849, 2001.
Bernstein, David M., Riego-Sintes, Juan M., Ersboell, Bjarne Kjaer e Kunert, Joachim,
Biopersistência de fibras minerais sintéticas como fator preditor de resposta tumoral crônica por
injeção intraperitoneal em ratos. Toxicologia da inalação, Vol 13 (10), pp. 851-875 2001.
Apresentação: D.M. Bernstein, Outubro de 2005
Comissão Européia
Diretiva 97/69/EC de 5 de dezembro de 1997
Adotada como progresso técnico pela 23ª vez a
Diretiva do Conselho 67/548/EEC (classificação e
rotulagem de substâncias perigosas).
Apresentação: D.M. Bernstein, Outubro de 2005
Diretiva EC 97/69/ec
As fibras de cerâmica refratária (RCF) são
classificadas como sendo de categoria 2. (A
declaração para a diretiva afirma que a RCF pode
ser reclassificada como categoria 3, após estudos
apropriados a longo prazo.)
As fibras minerais sintéticas são classificadas
como categoria 3
As fibras classificadas como categoria 3 são
exoneradas se preencherem um dos seguintes
critérios:
Apresentação: D.M. Bernstein, Outubro de 2005
Diretiva EC 97/69/ec
Nota Q
A classificação como cancerígeno não é aplicável caso se
proveque a substância satisfaz uma das seguintes condições:
um ensaio de biopersistência a curto prazo por inalação mostrou
que as fibras de comprimento superior a 20 µm apresentam uma
meia vida ponderada inferior a 10 dias, ou
um ensaio de biopersistência a curto prazo por instilação
endotraqueal mostrou que as fibras de comprimento superior a
20 µm apresentam uma meia vida ponderada inferior a 40 dias,
ou
um ensaio intraperitoneal adequado não mostrou evidências de
aumento de carcinogenicidade, ou
um ensaio adequado a longo prazo, por inalação, conduziu a
uma ausência de efeitos patogênicos significativos ou de
alterações neoplásicas.
Apresentação: D.M. Bernstein, Outubro de 2005
Agência Internacional para Pesquisa sobre o Câncer -
IARC (Monografia 81, 2002)
“Esta característica, conhecida como
biopersistência alta, encontra-se correlacionada a
uma alta potência de carcinogenicidade de fibras
de amianto. Alguns desses novos materiais já
foram testados para carcinogenicidade e a maioria
não é carcinogênica, ou apenas causa tumores em
animais experimentais, sob condições restritas de
exposição.”
Apresentação: D.M. Bernstein, Outubro de 2005
USEPA - Agência de Proteção Ambiental dos Estados
Unidos
Grupo de Trabalho do Instituto Internacional de
Ciências da Vida (ILSI) encarregado de fornecer
diretrizes para a EPA para a avaliação e ensaios
com todos os tipos de fibra.
Grupo de trabalho: David Bernstein, Vince Castranova,
Ken Donaldson, Bice Fubini, John Hadley, Tom
Hesterberg, Agnes Kane, David Lai, Gene McConnell,
Hartwig Muhle, Gunter Oberdorster, Steve Olin, David
Warheit
Apresentação: D.M. Bernstein, Outubro de 2005
‘Amianto’
Este termo indica dois tipos diferentes de minerais
O crisotila é uma serpentina.
Amosita, tremolita e crocidolita são anfibólios.
Qual é a diferença?
As fibras de anfibólio são únicas, sólidas e cilíndricas.
As fibras de serpentina são parecidas com cordas e são
compostas de várias fibrilas menores.
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Fibras de serpentina e anfibólio
Serpentina
Crisotila
Anfibólio
Tremolita
Amosita
Crocidolita
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Estrutura do crisotila
Si
Si
Mg
Mg
No caso do crisotila, o magnésio da estrutura encontra-se no exterior da
superfície curva, ficando assim disponível e pode ser dissolvido por fluido
pulmonar.
(Si
2O
5)
n(Mg
3O
2(OH)
4)
nApresentação: D.M. Bernstein, Outubro de 2005
Apresentação: D.M. Bernstein, Outubro de 2005
Estrutura da tremolita
(anfibólio)
Apresentação: D.M. Bernstein, Outubro de 2005
Apresentação: D.M. Bernstein, Outubro de 2005
Biopersistência do crisotila
O Estudo de Biopersistência da CE foi planejado
para medir a rapidez com que as fibras são
eliminadas do pulmão.
Até esta data 3 tipos diferentes de crisotila foram
estudados:
Crisotila canadense
Crisotila calidria (Califórnia, EUA)
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FIGURA 7. Fotomicrografias de fibras de crisotila de uma amostra de aerossol obtidas através
de microscopia eletrônica de varredura (MEV). Utilizamos MEV para obter estas imagens para
dar uma visão geral da distribuição do tamanho das fibras. Conforme descrito anteriormente,
microscopia eletrônica de transmissão (MET) foi usada para a quantificação do tamanho da
fibra.
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Depuração do crisotila calidria e fibras de tremolita
medindo > 20 µm
Tempo desde a interrupção de exposição (dias)
Q
u
an
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2
0
µ
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Apresentação: D.M. Bernstein, Outubro de 2005
Depuração de crisotila do pulmão
Fibras com > 20 µm
P
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(
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1
=
1
0
0
%
)
•
Crisotila calidria L > 20 µm
Mina a céu aberto
Crisotila brasileiro L > 20 µm
Exposição extremamente alta
Crisotila canadense L > 20 µm
Apresentação: D.M. Bernstein, Outubro de 2005
Meia vida de depuração de amianto crisotila
FIBRA
MEIA-VIDA DE
DEPURAÇÃO (T
1/2
) (dias)
REFERÊNCIA
COMPRIMENTO
DA FIBRA
> 20 µm
COMPRIMENTO DA
FIBRA
5 - 20 µm
Crisotila calidria
0,3
7
Bernstein et al.,
2003b
Crisotila brasileiro
1,3
2,4
Bernstein et al.,
2004a
Crisotila canadense
(para a indústria têxtil)
11,4
29,7
Bernstein et al.,
2004b
Apresentação: D.M. Bernstein, Outubro de 2005
Crisotila: Efeito de partícula e não de fibra
A depuração rápida das fibras longas de crisotila do pulmão, ou
seja, aquelas fibras que não podem ser eliminadas de forma
eficaz pelos macrófagos, fornece uma indicação sobre o que
pode acontecer quando se inala crisotila.
Enquanto fibras vítreas sintéticas (SVF) podem se dissolver de
forma congruente (todos os elementos componentes se
dissolvem em taxas proporcionais a seus equivalentes em mol
na fibra) ou incongruente (lixiviação com liberação
diferenciada de elementos específicos)
(Christensen et al., 1994).
Com o crisotila, as fibras longas parecem se desintegrar em
Apresentação: D.M. Bernstein, Outubro de 2005
Crisotila no pulmão – inicialmente uma fibra que se
desintegra rapidamente.
Mg
Apresentação: D.M. Bernstein, Outubro de 2005
Apresentação: D.M. Bernstein, Outubro de 2005
Estudos de toxicologia por inalação crônica
Em quase todos os estudos anteriores de toxicologia por
inalação crônica, os animais ficaram expostos a
concentrações altíssimas de fibras.
A concentração total de fibra foi, tipicamente, superior a 1
milhão de fibras/cm
3
de ar
(Mast et al., 1995).
Nestas concentrações, já se demonstrou que mesmo
poeiras inertes, como o dióxido de titânio, são
carcinogênicas em animais.
Estas concentrações muito altas de exposição resultaram
em sobrecarga pulmonar específica para ratos
(Oberdorster,
Apresentação: D.M. Bernstein, Outubro de 2005
Para avaliar corretamente os resultados dos estudos
de toxicologia para crisotila:
Realizamos o que é chamado de ‘Estudo subcrônico de
toxicologia por inalação’ de crisotila, seguindo o protocolo
recomendado pela Comissão Européia.
Um estudo similar também é recomendado pela US EPA.
Grupos de animais foram expostos a
Grupo 1: 76 fibras L> 20
µm/cm
3
(3413 fibra total/ cm
3
) ou
Grupo 2: 207 fibras L> 20 µm/cm
3
(8941 fibra total/ cm
3
)
Apresentação: D.M. Bernstein, Outubro de 2005
Resultados do estudo subcrônico de toxicidade por
inalação com crisotila:
Através de 90 dias de exposição e 92 dias de
recuperação sem nenhuma outra exposição.
A exposição ao crisotila em uma concentração média
de 76 fibras L>20 µm/cm³ (3413 fibra total/cm³) não
resultou em fibrose (Escala de Wagner 1,8 a 2,6) em
momento algum e causou apenas um aumento
mínimo em PMNs.
As fibras longas de crisotila se desintegram em
Apresentação: D.M. Bernstein, Outubro de 2005
Estudo subcrônico de toxicidade por inalação
com crisotila brasileiro
Ao compararmos com outros estudos, o crisotila
produziu uma resposta inflamatória menor do
que a fibra vítrea sintética biossolúvel CMS.
Como já tinha sido predito por recentes estudos de
biopersistência sobre crisotila, este estudo demonstra
claramente que com uma concentração de
exposição 5000 vezes maior do que o Valor Limiar
Limite dos EUA, o crisotila não produz nenhuma
resposta patológica significativa.
Apresentação: D.M. Bernstein, Outubro de 2005
Epidemiologia
Revisões quantitativas recentes de estudos epidemiológicos
de fibras minerais estabeleceram o potencial do amianto
crisotila e anfibólio para causar câncer de pulmão e
mesotelioma, em relação ao tipo da fibra, e também
estabelecem uma diferenciação entre estes dois minerais
(Berman & Crump, 2003; Hodgson et al., 2005).
As análises mais atuais também concluíram que são as
fibras mais longas e finas que têm a maior potência, como já
havia sido relatado em estudos de toxicologia por inalação
em animais.
Apresentação: D.M. Bernstein, Outubro de 2005
Epidemiologia
Entretanto, umas das dificuldades principais na
interpretação destes estudos é que as estimativas
originais de exposição raramente estabelecem uma
diferenciação entre crisotila e anfibólios.
No importante estudo de coorte da Carolina do Sul,
a análise de carga pulmonar confirmou que
anfibólios foram usados na indústria têxtil e, por
esta razão, podem ser responsabilizados por muitos,
senão todos os efeitos a ele atribuídos.
Apresentação: D.M. Bernstein, Outubro de 2005
Pulmão no Dia 1 – Microscopia confocal
Apresentação: D.M. Bernstein, Outubro de 2005
Pulmão no Dia 90 – Microscopia confocal
Apresentação: D.M. Bernstein, Outubro de 2005
Comparação com outras fibras
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Crisotila:
T
½(L>20µm) = 0,3 – 11,4 dias
Fibras minerais sintéticas exoneradas pela Comissão Européia e que
não são classificadas como carcinogênicas:
T
½(L>20µm) < 10 dias
Fibras cerâmicas (RCF1)
T
½(L>20µm) = 50 dias
Fibrilas de p-aramida (após 90 dias de exposição com dose
comparativa cumulativa de fibras com L >20µm, como no estudo de
biopersistência de 5 dias):
T
½(L>20µm) = 45 dias
Fibras de celulose:
T
½(fibras OMS) = 1046 dias até infinito
Amianto anfibólio (por exemplo, amosita):
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Comparação histopatológica entre crisotila e
tremolita:
_______________________________________________
No estudo de biopersistência do amianto crisotila
calidria, os pulmões foram examinados
histopatologicamente.
Inflamação
Fibrose
Adicionalmente, também avaliamos a
biopersistência e a histopatologia para o amianto
anfibólio tremolita.
Apresentação: D.M. Bernstein, Outubro de 2005
R
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)
Apresentação: D.M. Bernstein, Outubro de 2005
Pulmões de controle (expostos ao ar filtrado)
Dia 90 – estudo de toxicologia por inalação do crisotila
(Bersntein et al., 2005b)
Apresentação: D.M. Bernstein, Outubro de 2005
Pulmão exposto ao crisotila por 90 dias
Dia 90 – estudo de toxicologia por inalação do crisotila
(Bersntein et al., 2005b)
Apresentação: D.M. Bernstein, Outubro de 2005
Pulmão exposto à tremolita por 5 dias
Estudo de biopersistência por inalação para tremolita
(Bersntein et al., 2005b)
____________________________________________________________
Fibrose intersticial Granulomas com colágeno
Apresentação: D.M. Bernstein, Outubro de 2005
Fibras curtas
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Relatório do Painel de Especialistas sobre Efeitos para Saúde de
Fibras de Amianto e Fibras Vítreas Sintéticas: A influência do
comprimento da fibra, publicado recentemente pela Agência de
Registro de Substâncias Tóxicas e Controle de Doenças
(ATSDR), afirma que:
"Tendo em vista achados de estudos epidemiológicos,
estudos laboratoriais em modelos animais e estudos de
genotoxicidade in vitro combinados com a capacidade do
pulmão de liberar fibras curtas, os painelistas concordaram
que há evidência significativa de que é improvável que o
amianto e as SVFs (fibras vítreas sintéticas) inferiores a 5
µm causem câncer em seres humanos" (ATSDR, 2003).
Apresentação: D.M. Bernstein, Outubro de 2005
Conclusões
_________________________________________________
No contexto da literatura científica atual, estes
estudos fornecem dados novos e sólidos que
apoiam claramente a diferença observada, através
de estudos epidemiológicos, entre amianto
Apresentação: D.M. Bernstein, Outubro de 2005