METAIS. Universidade Federal do Rio de Janeiro Instituto de Estudos de Saúde Coletiva -IESC/UFRJ

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Universidade Federal do Rio de Janeiro Instituto de Estudos de Saúde Coletiva

-IESC/UFRJ

METAIS

CARMEN ILDES R. FRÓES ASMUS carmenfroes@iesc.ufrj.br

(2)

METAIS

• Existem na natureza

: carga de fonte

antropogênica excede as contribuições de

fontes naturais;

• Dispersão para o ambiente

: extração,

produto utilizável; descarte, reciclagem e

destruição

• A toxicidade dos metais é apenas uma

questão de concentração, local e tempo

(3)

METAIS

POTENCIAL CARCINOGÊNICO

Metal

EPA

IARC

Chumbo

B2

2B

Cádmio

B1

1 Zinco

D

---Cobre

D

3 Arsênio

Cromo VI

Níquel metálico

A

1

1 2B

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METAIS PESADOS

• Metal de alta gravidade específica;

• Têm grande afinidade por grupamentos

orgânicos em solos, sedimentos e tecidos

biológicos:

– Bioacumulação

;

– Biomagnificação

na cadeia alimentar e;

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METAIS PESADOS

FONTES ANTROPOGÊNICAS PARA O AMBIENTE

• Fertilizantes

• Pesticidas

• Água de irrigação contaminada e queimadas na zona rural

• Combustão de carvão e óleo

• Emissões veiculares

• Incineração de resíduos urbanos e industriais

• Mineração, fundição e refinamento

EXPOSIÇÃO PROFISSIONAL

: trabalho em metalúrgicas,

mineração e aplicação de pesticidas

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FATORES QUE INTERFEREM NA TOXICIDADE

DOS METAIS

1. Interação com elementos essenciais: ferro,

proteínas, fósforo, cálcio, vitamina A, C e D;

2. Formação de complexos de metal – proteína;

3. Interação entre metais;

4. Idade e estágio de desenvolvimento;

5. Hábitos: fumo, álcool.

6. Forma química e especificação

7. Reações imunológicas: reações de

hipersensibilidade, anafiláticas; hipersensibilidade

retardada,

(7)

EFEITOS DOS FATORES NUTRICIONAIS E CONTAMINANTES

DA DIETA SOBRE A CAPTAÇÃO DE

CHUMBO

FATOR

Nível na

dieta

EFEITO

CÁLCIO

BAIXO

ALTO

Aumento da absorção

Aumento da retenção no osso

FERRO

BAIXO

Aumento da absorção

ZINCO

BAIXO

Aumento da absorção e da

transferência pelo leite materno

COBRE

BAIXO

Aumento da absorção

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FONTES DE EXPOSIÇÃO

Fabricação e reforma de baterias elétricas;

Fabricação de pisos, azulejos e cerâmicas;

Fabricação de vidros e cristais;

Funilaria de automóveis;

Mineração de chumbo

Fabricação e uso de ligas e compostos de

chumbo:pigmentos, tintas, vernizes, esmaltes

Cerâmica.

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TOXICOCIN

É

TICA

1. ABSORÇÃO

1.1. Via Respiratória

Principalmente em exposição ocupacional 1.2. Via oral

Principalmente em crianças (tintas, poeiras) jejum

1.3. Via cutânea: pequena 2. DISTRIBUIÇÃO

_{Carga corpórea total: 3% circulante}

(11)

TOXICOCIN

É

TICA

3. ACUMULAÇÃO

_Ossos

4. AÇÃO TÓXICA: fração livre no plasma 5. ELIMINAÇÃO

_{Principalmente renal, suor, leite materno}

6. MEIA VIDA _{Sangue: 28 a 36 dias}

_{Tecidos moles: 46 dias}

(12)

Chu mbo liga do a os eritr ócito s nã o di fusí vel C hu_m b o n_o s “ te cid os du ro s:” os so s, _d en te s, ca_b elo s. _(re se rv at_ór io₎ C h u m b o lig ad o à s p ro te ín as p la sm át_ic as C hum bo n os “ teci dos mol es”. fíga do, r ins, sist em a nerv oso, med ula ósse a. CHUMBO DIFUS

CHUMBO DIFUSÍÍVEL VEL NO PLASMA NO PLASMA EXCREÇÃO: URINA, FEZES, SUOR INGRESSO NO ORGANISMO V.RESP. 35-50% V. GASTRO. 5-10%

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TOXICODIN

Â

MICA

VASOESPASMO

AÇÃO TÓXICA DIRETA

► Alteração na função de vários neurotransmissores (colinérgicos, noradrenérgicos e dopaminérgicos).

► Bloqueio das enzimas necessárias à formação das

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EFEITOS SOBRE OS SISTEMAS ORG

EFEITOS SOBRE OS SISTEMAS ORGÂÂNICOS NICOS

- ALTERAÇAO DA SÍNTESE DO HEME; REDUÇÃO DA VIDA MÉDIA DAS HEMÁCIAS - ANEMIA HIPORREGENERATIVA - ALTERAÇÃO DA FERTILIDADE MASCULINA - ALTERAÇÕES DA REPRODUÇÃO - MODIFICAÇÕES CROMOSSÔMICAS? VASO ESPASMO PB++

AÇÃO TÓXICA DIRETA

- CÓLICA SATURNINA - AUMENTO DA PREVALÊNCIA DE ÚLCERA/ GASTRITE

- INSUFICIÊNCIA RENAL AGUDA

- NEFROANGIOSCLEROSE SATURNINA - ARTROPATIA GOTOSA - ENCEFALOPATIA AGUDA - ENCEFALOPATIA VASCULAR - ENCEFALOPATIA CRÔNICA - ARTERIOSCLEROSE CEREBRAL - EPILEPSIA

- ESCLEROSE LATERAL AMIOOTRÓFICA (?) - NEUROPATIA PERIFÉRICA

- ALTERAÇÃO DA HABILIDADE PSICOMOTORA - ALTERAÇÃO DO SÓCIO-EMOTIVO

(15)

A

AÇÃÇÃO DO CHUMBO SOBRE O SISTEMA RENALO DO CHUMBO SOBRE O SISTEMA RENAL

CHUMBO

vaso - espasmo das arteríolas renais aferentes

Alteração da parede vascular Ativação do Sistema R-A-A Hipóxia tecidual Elevação da pressão arterial

Nefro – angioesclerose

Redução do transporte ativo Reabsorção e excreção de solutos

Gota Insuficiência renal

Dano tubular

proximal

Degeneração

esclerohialina dos

glomérulos

(16)

ALTERAÇÕES CAUSADAS PELO Pb E OUTROS AGENTES NO CICLO DE SÍNTESE DO HEME

CICLO DE KREBS

SUCCINIL - COA + GLICINA

ALA - SINTETASE + PORFIRIA, FENOBARBITAL - CHUMBO ÁCIDO DELTA-AMINOLEVULÍNICO ALA-DESIDRATASE - ÁLCOOL CHUMBO PORFOBILINOGÊNIO UPG-ISOMERASE - PORFIRIA UROPORFIRINOGÊNIO III UPG-DESCARBOXILASE

COPRO PORFIRINOGÊNIO III

CBG-DESCARBOXIL - CHUMBO, ÁLCOOL

PROTOPORFIRINA IX + FERRO HEME-SINTETASE - CHUMBO HEME

-+

ATIVIDADE ENZIMÁTICA ATIVIDADE ENZIMÁTICA

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PbS (µg/dL) 10 20 30 40 50 100 ADULTOS Hipertensão ↑ Protoporfirina eritrocitária ↓ audição

Infertilidade; efeitos renais; neuropatia

Fadiga, cefaléia, dor abdominal ↓ síntese do Heme, Hg; anemia, sintomas gastrintestinais, cefaléia, tremor Letargia, tonteiras Encefalopatia CRIANÇAS Alts. Desenvolvimento Lesão QI; ↑ Protoporfirina eritrocitária ↓ Velocidade de condução nervosa ↓ Metabolismo vit. D Alteração da síntese de Hemoglobina (Hg) Cólica abdominal, neuropatia Encefalopatia, anemia, nefropatia, tonteiras.

(18)

BIOMARCADORES

DE EXPOSIÇÃO:

1. Chumbo no sangue (PbS):

• Níveis elevados: exposição recente

• Níveis baixos: exposição crônica 2. Chumbo no cabelo

• Exposição intermediária (2 meses): crianças 3. Chumbo na urina

• Níveis baixos e flutuantes de excreção. 4. Chumbo nos ossos

• Fluorescência por raio X

• Exposição crônica 5. Chumbo nos dentes

• Exposição crônica

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BIOMARCADORES

DE EFEITO: por inibição da VIA de síntese do HEME

1. Inibição da Delta ALA-desidratase

• ALA desidratase no sangue: ↓

• Açido delta aminolevulínico (ALA-U) na urina: ↑

2. Inibição da Heme-sintetase

• Acúmulo de protoporfirinas nos eritrócitos:

_{Zincoprotoporfirina eritrocitária (ZPP): 90% - método}

de hematofluorimetria.

_{Protoporfirina eritrocitária livre (FEP), Protoporfirina}

eritrocitária (EP): método de extração

(20)

BIOMARCADORES

DE EFEITO: por inibição da VIA de síntese do HEME

1. Zincoprotoporfirina eritrocitária (ZPP):

• Exposição passada: últimos 4 meses.

• Concentração aumenta a partir de níveis de PbS 25 – 30 µg/dL: “crianças”.

2. Outras doenças ou condições que alteram a síntese do Heme:

- porfiria, cirrose, deficiência nutricional de ferro, idade e alcoolismo: ↑ das protoporfirinas

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Tabela: Biomarcadores de exposição e efeito para o chumbo correlacionados com os níveis de chumbo no sangue a partir dos quais são alterados.

BIOMARCADOR Nível de chumbo no

sangue (PbS)

PbS > 10µg/dL

Inibição da atividade da ALA-D nos eritrócitos

21 - 30µg/dL

Aumento dos níveis de ALA-U > 35µg/dL (adultos) > 25 - 75µg/dL (crianças) Inibição da atividade da NADS

(adenina dinucleotideo sintetase) nos eritrócitos

> 40µg/dL

Aumento dos níveis de ZPP > 25 - 30µg/dL

(22)

BIOMARCADORES DE EXPOSIÇÃO E EFEITO E

PARÂMETROS DE NORMALIDADE ACEITOS PELA

LEGISLAÇÃO BRASILEIRA

BIOMARCADOR VALOR NORMAL NÍVEL

LIMÍTROFE

Chumbo no sangue Até 40µg/dL

60µg/dL

Chumbo na urina

Até 60µg/dL

150µg/dL

ZPP

Até 75 µg/dL

200 µg/dL

Protoporfirinas

livres

Até 60

300 ALA-U

Até 4,5mg/g de

creatinina

15mg/g de

creatinina

Coproporfirina U

Até 150 µg/dL

200 µg/dL

(23)

CLASSE I IIA IIB III IV V PbS (µg/dL) <= 9 10 – 14 15 – 19 20 – 24 45 - 69 >= 70 INTERPRETAÇÃO E AÇÃO Normal

Educação dos pais, comunicação ao serviço de saúde da comunidade, re-screnning em 3

meses.

Educação dos pais, avaliação e correção de deficiência de ferro, re -screnning em 3 meses. Caso nível persista considerar CLASSE III.

Re - testagem em 1 mês; avaliação médica completa; considerar QUELAÇÃO.

Re - testagem em 24 horas; avaliação médica completa; avaliação ambiental e tratamento médico incluindo QUELAÇÃO, dentro de 48 horas.

Emergência médica: re-testagem imediata, hospitalização e início do tratamento imediato. Identificação e remoção da fonte de chumbo.

Classificação, segundo o CDC, da intoxicação pelo Chumbo na infância e tratamento sugerido

(24)

ESTAGIAMENTO DA INTOXICA

ESTAGIAMENTO DA INTOXICAÇÃÇÃO PELO CHUMBOO PELO CHUMBO

INTOXICAÇÃO LEVE

1. DOSE CORPORAL BAIXA:

. Processo de trabalho não muito precário e/ou

. Tempo de exposição curto e/ou

. Ausência de fatores de aumento de risco

INDICADORES BIOLÓGICOS NÃO MUITO

ELEVADOS ( Pb-S < 70mcg/dl; ALA - U<15mg/l ).

2. AUSÊNCIA DE COMPROMETIMENTO DOS

SISTEMAS RENAL E/OU NERVOSO:

.Provas de função renal sem alterações e ausência

de sintomas / sinais de neuropatia central ou

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ESTAGIAMENTO DA INTOXICAÇÃÇÃO PELO CHUMBOO PELO CHUMBO INTOXICAÇÃO MODERADA

1. Ausência de comprometimento dos sistemas renal e/ou nervoso:

- Provas de função renal sem alterações e ausência de de sintomas / sinais de neuropatias central ou

periférica.

2. Dose corporal elevada:

. Processo de trabalho precário e/ou . Tempo de exposição elevado e/ou

. Presença de fatores de aumento de risco

. INDICADORES BIOLÓGICOS ELEVADOS ( Pb-S >

ou = 70 mcg/dl; ALA - U > ou = 15mg/g ).

(26)

ESTAGIAMENTO DA INTOXICAÇÃÇÃO PELO CHUMBOO PELO CHUMBO

INTOXICAÇÃO GRAVE

1. Dose corporal elevada:

. Processo de trabalho precário e/ou . Tempo de exposição elevado e/ou

. Presença de fatores de aumento de risco

. INDICADORES BIOLÓGICOS ELEVADOS ( Pb-S >

ou = 70 mcg/dl; ALA - U > ou = 15 mg/g ).

2. Presença de comprometimento dos sistemas

renal e/ou nervoso:

(27)

TRATAMENTO DA INTOXICA

ÇÃ

O

CR

Ô

NICA POR CHUMBO

. INTOXICAÇÃO LEVE

1. Afastamento do trabalho

2. Hidratação oral

. INTOXICAÇÃO MODERADA

1. Afastamento do trabalho

2. Hidratação oral

3. Terapia quelante

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TRATAMENTO DA INTOXICA

ÇÃ

O CR

Ô

NICA

POR CHUMBO

. INTOXICAÇÃO GRAVE

Função renal normal

1. Afastamento do trabalho

2. Hidratação oral

3. Terapia quelante

4. Acompanhamento especializado

Função renal comprometida

1. Afastamento do trabalho

2. Hidratação oral

3. Acompanhamento especializado (nefrologia)

e definição de condutas específicas

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(30)

ARSÊNICO

Amplamente distribuído na natureza

USOS E FONTES DE EXPOSIÇÃO:

_{Impureza em minas de : cobre, chumbo, zinco,}

estanho, ouro;

_{Fabricação e utilização de inseticidas, herbicidas}

e fungicidas ( principal uso nos USA);

_{Industria de colorantes;}

_{No passado: uso terapêutico Ex: tratamento da}

(31)

ARSÊNICO

_{Empalhamento de animais;}

_{Algumas etapas na industria de vidro;}

_{Industria eletrônica;}

_{Fumaça de cigarros: tabaco cultivado em solo}

tratado com herbicidas arsenicais

→

câncer

A água em geral contém poucos microgramas por

litro: USA: 5µg/L. Algumas regiões (México, Argentina,

Chile) tem água enriquecida de arsênico inorgânico

por razões geológicas.

Seafood: 90% arsênico orgânico que tem baixa

absorção.

(32)

ARSÊNICO

Mecanismo de ação celular:

provável interferência

em enzimas mitocondriais

→

alteração na

respiração celular

Absorção

Via Oral

Intoxicação criminosa ou acidental

Exposição profissional: mãos - pesticidas

Via Respiratória

Exposição profissional : poeiras e vapores

Via Cutânea: absorção importante

(33)

ARSÊNICO

Biotransformação

_{Transformação in vivo de formas inorgânicas}

em metabólitos metilados: detoxificação.

_{Exposição pode exceder a capacidade de}

biotransformação: detoxificação

parcial

.

_{meia-vida: aproximadamente 10 a 30 horas.}

_{transferência placentária: correlação mãe-feto}

(RELATO)

(34)

ARSÊNICO

Toxicidade Aguda

Via Oral (altas doses):

•

dor abdominal, vômitos, queimaduras na boca, diarréia abundante, desidratação (~= cólera), choque hipovolêmico

• insuficiência renal aguda: orgânica e funcional • Hepatite

• pancitopenia: granulopenia • taquicardia ventricular

• óbito: 12 a 48 horas

ou: dermatite esfoliativa e polineuropatia sensitivo -motora, 1 a 2 semanas. Reversível

.

(35)

ARSÊNICO

Aguda

Via Respiratória

_{irritação das vias respiratórias}

_{alteração SN: cefaléia, vertigem, dor em membros}

inferiores e superiores

_{alterações digestivas: vômitos, diarréia, dor}

abdominal

_{alterações oculares: dermatite palpebral,}

conjuntivite

(36)

ARSÊNICO

Toxicidade (aguda/crônica)

Neuropatia periférica sensitivo – motora

(

desmielinização dos axônios longos):

_{parestesia simétrica dolorosa proximal para}

distal;

_{dor nos membros inferiores e superiores;}

_{alterações da marcha;}

(37)

ARSÊNICO

Toxicidade Crônica

ALTERAÇÕES CUTÂNEAS

_multiformes

_{principalmente mãos e pés}

• edema e rubor facial;

• lesões ulcerativas, dolorosas;

• hiperqueratose palmoplantar;

• hiperpigmentação;

• bandas brancas nas unhas;

(38)

ARSÊNICO

Hepáticas

Vias oral e respiratória: icterícia, aumento de

transaminases

→

cirrose

Circulação periférica:

Água (Taiwan e Chile): acrocianose, fenômeno

de Raynaud

→

gangrena MIS (blackfoot disease)

(39)

ARSÊNICO

CARCINOGENICIDADE

Grupo 1 (IARC): pulmão

(epidermóide, 35 a 45

anos)

• Cutâneo (VO/VC) : basocelular (múltiplas lesões

em palmas e solas

≠≠≠≠

luz UV).

• Hemangiosarcoma do fígado.

• Leucemia, linfoma, outros (bexiga, rim, próstata)

POPULAÇÃO GERAL: próximo a fundição de

cobre, chumbo, zinco

(40)

CADMIO

É um metal tóxico moderno. Até 50 anos atrás, pouco

uso industrial

USOS E FONTES DE EXPOSIÇÃO

_{galvanização: propriedade não corrosiva}

_{pigmentos de tintas e plásticos}

_{baterias níquel-cádmio}

_cigarro

_{sub-produto da mineração e fundição do Zinco e}

chumbo

_{alimentação: ostras / vegetais que absorvem Cd a}

partir do solo ou água (de irrigação) contaminados ou

de fertilizantes usados na agricultura

(41)

CADMIO

Metabolismo

Absorção

Via respiratória: 15% a 30%

(importância em cigarros: 1 a 2 microgramas / cig.)

Via Digestiva: 5% a 8%

Deficiência de cálcio, ferro, proteínas.

Transporte

:

hemácias e albumina

Depósito

:

50% a 75% - fígado / rins

Eliminação:

urina

(42)

CADMIO

Toxicidade

Aguda

Via oral (alimentos e bebidas contaminados)

• náuseas, vômitos, dor abdominal.

Via Respiratória: (aquecimento de materiais)

(43)

CADMIO

Crônica

1- Doença tubular renal

: túbulo proximal

•alterações morfológicas (inespecíficas):

fibrose.

•alterações funcionais:

- proteinúria tubular: PTN de baixo peso molecular

B2Microglobulina.

- presença de PTN de elevado peso molecular

albumina e transferrina

: lesão glomerular.

- patogênese desconhecida.

- lesão progressiva: persistência de alterações

após cessada a exposição (elevada carga corporal

/ deslocamento do complexo cádmio-ptn do

(44)

CADMIO

2 - Doença do sistema esquelético

_{Excreção de cálcio: dor óssea, osteomalácia e/ou}

osteoporose.

_{Doença Itaí-Itaí: deformidade óssea e doença}

renal crônica (provavelmente existência de

co-fatores: deficiência de vitamina D).

Hipertensão e efeitos cardiovasculares

Efeito hipertensor?

(45)

CADMIO

INDICADORES BIOLÓGICOS

Cádmio urinário

: exposição recente, carga

corporal, concentração renal de cádmio

→

bom

índice para exposição alta.

Metalotioneína na urina: relação com cádmio.

TRATAMENTO

Indução da metalotioneína: zinco, cobalto e

selênio.

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METAIS ESSENCIAIS

• Com potencial para toxicidade: cobalto,

cobre, ferro manganês, magnésio,

molibdêmio, selênio e zinco.

• Metais essenciais nutricionalmente:

deficiência produz alterações funcionais ou

estruturais, que estão relacionadas ou são

consequência de alterações bioquímicas

específicas que podem ser revertidas pela

presença do metal.

(47)

ZINCO

• Metal sólido, azul claro, amplamente distribuído na

natureza;

• É um metal essencial ao metabolismo humano: interage com

proteínas para regular a síntese de DNA e RNA, controlar a

neurotransmissão, atua junto ao hormônio do crescimento,

mantém a integridade da membrana celular ;

• Forma metálica pura: revestimento metálico, ligas metálicas

para formar latão e bronze, baterias de células secas;

• Compostos (cloreto, acetato, óxido, sulfato): tintas,

cerâmicas, preservação de madeiras, indústria farmacêutica

(bloqueadores solares, desodorantes, bebidas para atletas,

preparados para acne, etc.)

(48)

ZINCO

TOXICOCINÉTICA

ABSORÇÃO

• Via digestiva: dieta

• Via respiratória: fumos e poeiras

• Via cutânea: preparados tópicos

BIOTRANSFORMAÇÃO

• No sangue: liga-se a proteínas

• Concentração: fígado (50%), pâncreas, retina, rins, próstata

e músculos

• Forma complexos com proteínas intracelulares

ELIMINAÇÃO:

(49)

ZINCO

TOXICODINÂMICA

INTOXICAÇÃO AGUDA

Sintomas gastrointestinais

Cloreto de zinco:

• Ingestão: lesões cáusticas ao esôfago e estômago

• Inalação: irritação de vias aéreas, olhos (irite, glaucoma),

pele (úlceras), faringe - tosse e dispnéia. Edema pulmonar e

pneumonite tóxica;

Óxido de zinco: febre dos fumos metálicos (inalação) – febre,

calafrios, mialgia e cefaléia 4 a 6 horas após exposição

Sais de zinco: dermatites irritativas de contato

INTOXICAÇÃO CRÔNICA

Ingestão de altas doses de suplementos: leucopenia e anemia

sideroblástica

(50)

ZINCO

MONITORAMENTO

DA EXPOSIÇÃO: dosagem de zinco

• no sangue (soro e plasma): 95 a 110µg/dl

• na urina: 0.5mg/24h

• nas fezes

DOS EFEITOS

• Exposição aguda: dosagem dos níveis de

metalotioneína eritrocitária

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COBRE

• Metal sólido avermelhado

• Elemento essencial para o organismo: participa da

respiração celular, defesa contra radicais livres,

neurotransmissão e síntese de tecido conectivo.

FONTES DE EXPOSIÇÃO

• Indústria elétrica: produção de cabos e interruptores;

• Galvanoplastia de níquel, zinco, cromo;

• Fabricação de tubulações resistentes a corrosão;

• Produção de utensílios

• Acetato de cobre: pigmento de tintas de cores verde ou

azul; inseticida e fungicida; impressão

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COBRE

FONTES DE EXPOSIÇÃO

• Brometo de cobre: indústria fotográfica; preservação de

madeiras; eletrólito de baterias;

• Cloreto de cobre: desinfetantes; fogos de artifício;

catalisador de reações eletro-químicas

• Carbonato de cobre: pigmentos; fogos de artifício;

inseticidas e fungicidas; adstringente em pomadas.

• Sulfato de cobre: agricultura, indústria têxtil e do

petróleo; curtimento do couro, fabricação de borracha e

aço

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COBRE

TOXICOCINÉTICA

INGESTÃO: 1.2 – 5mg/d (adulto)

INALAÇÃO: poeiras e fumos

ABSORÇÃO DÉRMICA: preparados tópicos

BIOTRANSFORMAÇÃO

• 75% ligado a proteínas plasmáticas;

• Acúmulo no fígado, músculos e ossos

ELIMINAÇÃO

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