Universidade Federal de Pernambuco
Centro de Tecnologia e Geociências
Departamento de Engenharia Química
NOÇÕES DE TOXICOLOGIA
Marilda Nascimento Carvalho
Apresentar noções de toxicologia, seus principais conceitos, caracterizar o processo de riscos e de gerenciamento e ainda apresentar alguns aspectos toxicológicos e limites de tolerância de produtos químicos mais significativos
OBJETIVO
TOXICOLOGIA
¾Definição e Áreas da toxicologia
¾Conceitos Básicos
¾RISCOS
¾Classificação e Gerenciamento de Riscos
¾TOXICIDADE
¾Características
¾Vias de Exposição
¾Toxicocinética
¾A Função Dose-Resposta
¾ Ação e Efeitos Tóxicos
¾ASPECTOS TOXICOLÓGICOS DOS:
¾SOLVENTES ORGÂNICOS
¾METAIS PESADOS
TÓPICOS
É a ciência que tem como objeto de estudo o efeito adverso de agentes tóxicos (substâncias químicas) sobre os organismos vivos, com a finalidade principal de prevenir o aparecimento deste efeito, ou seja, estabelecer o uso seguro destas substâncias.
TOXICOLOGIA
TOXICOLOGIA
ÁREAS DA TOXICOLOGIA
Toxicologia de Alimentos
Toxicologia Ambiental
Toxicologia Clínica
Toxicologia Ocupacional
Toxicologia Social
TOXICOLOGIA
y AMBIENTAL – estuda efeitos nocivos causados por
substâncias químicas presentes no macroambiente (solo, ar, água)
y ALIMENTAR – causados pelos aditivos e resíduos contaminantes presentes nos alimentos
y SOCIAL- uso de drogas decorrente da vida em sociedade
y CLÍNICA – danos causados uso de medicamentos
y OCUPACIONAL – substâncias químicas presentes no
ambiente de trabalho
CONCEITOS BÁSICOS
XENOBIÓTICO substância estranha, capaz de induzir efeitos nocivos sobre os organismos.
TÓXICO xenobiótico causador de efeitos deletérios.
VENENO tóxico causador de graves efeitos- podem ser letais.
TOXINA substância natural (biotoxina) que provoca efeitos tóxicos.
PERICULOSIDADE é um fator intrínseco ao xenobiótico que mede a sua capacidade de induzir efeitos adversos nos sistemas biológicos.
EFEITO DELETÉRIO que destrói ou danifica; prejudicial
TOXICIDADE é a característica de uma molécula química ou composto em produzir uma doença, uma vez que alcança um ponto suscetível dentro ou na superfície do corpo.
Toxidade é a capacidade relativa de uma substância provocar um dano a um sistema biológico.
9É uma propriedade de todas as substâncias, inclusive do açúcar (sacarose), do sal de cozinha (cloreto de sódio) ou até mesmo, da água. .
CONCEITOS BÁSICOS
Fonte de Perigo Riscos Danos Fonte de Perigo - “ algo que pode ser perigoso ou provocar danos, ou o que pode expor alguém ao perigo”, ou ainda, segundo REJDA
(1995), uma condição que gera ou aumenta a possibilidade de riscos.
PERIGO / RISCO
RISCO pode ser definido como a probabilidade estatística de que se produzam efeitos adversos ou danos por exposição a um agente tóxico
MTE– Portaria N 25 Aprova NR 05 – Riscos Ambientais
CLASSIFICAÇÃO DOS
RISCOS OCUPACIONAIS
Máq. s/
proteção Iluminaç inadeq.
.Esf. Fís. intenso .Transp. Peso
.Controle rígido de qualidade
.Jornadas de trabalho
prolongadas;
.Trabalho noturno Vírus
Protozoários Fungos
Parasitas Bacilos Poeiras
Névoas Neblinas Gases Vapores .Subst. e Produtos Químicos Ruídos
Radiações Vibrações Calor
Frio
Pressões Umidade
ACIDEN TE
ERGONÔMICO BIOLÓGICOS
R.QUÍMICOS FÍSICOS
GRUPO 5 AZUL
GRUPO 4 AMARELO GRIUPO 3
MARROM GRUPO 2
VERMELHO GRUPO 1
VERDE
A palavra risco deriva do italiano antigo risicare, que por sua vez origina-se do baixo-latim risicu, riscu, a qual significa
"ousar" (BERNSTEIN,1997).
Riscos químicos ambientais são os derivados da dispersão de poluentes no meio ambiente, os quais podem promover efeitos deletérios sobre os seres vivos.
RISCO QUÍMICO AMBIENTAL
PULVERIZAÇÃO DE AGROTÓXICO EM ÁREA DE CULTIVO
RISCO QUÍMICO AMBIENTAL
GERENCIAMENTO DE RISCOS
CONTROLE DE RISCOS CONTROLE DE
RISCOS
Medidas de Prevenção;
Medidas de Mitigação;
Monitoração;
Avaliação de Desempenho
Atividade Poluidora Atividade Poluidora
Fonte: a partir do RSPA (1998)
IDENTIFICAÇÃO E ANÁLISE DOS RISCOS IDENTIFICAÇÃO
E ANÁLISE DOS RISCOS
Identificação Fontes de
Perigo, Riscos (probabilidades, conseqüências); Análise dos Riscos (fatores que contribuem para a ocorrência de eventos indesejados).
AVALIAÇÃO DE
DESEMPENHO AVALIAÇÃO
DE
DESEMPENHO
Existem vários métodos para classificar a toxidade dos materiais, os quais estão baseados na freqüência e na duração da exposição e
podem ser classificados em três categorias:
y
1 - Efeitos Tóxicos em Geral
y
2 - Testes Especiais
y
3 - Testes em Seres Humanos
TOXICIDADE
1 - Efeitos Tóxicos em Geral - São estudos realizados para avaliar os danos que uma substância pode provocar, baseando-se na duração da exposição.
2 - Testes Especiais - São estudos específicos para avaliar os efeitos das exposições aos órgãos-alvo (que são os mais afetados pela exposição), ou para avaliar efeitos específicos sobre o ser humano.
3 - Testes em Seres Humanos - São testes projetados, controlados e conduzidos por médicos e toxicologistas para determinar níveis máximos de exposição de uma substância ao ser humano, considerando as vias de exposição. Outros estudos são baseados em dados epidemiológicos e em estatísticas que têm sua origem na medicina do trabalho.
TOXICIDADE
Toxidade Aguda
A toxidade aguda é a que deriva de uma bateria de testes de curta duração, em geral de 14 dias, realizada para
caracterizar os efeitos potenciais agudos de uma substância sobre um organismo.
Os índices utilizados para sua caracterização são:
a Dose (DL50) ou Concentração Letal (CL50): dose ou concentração em que 50% dos organismos submetidos ao teste morrem.
CARACTERIZAÇÃO DA TOXICIDADE
y Toxidade Crônica e Sub-Crônica
Para a toxidade sub-crônica, os testes são realizados durante 30 a 90 dias e para a crônica, normalmente os estudos levam de 18 a 24 meses.
y Os testes níveis de toxidade são conduzidos mediante repetidas exposições via oral, dérmica ou inalação.
CARACTERIZAÇÃO DA TOXICIDADE
DOSE - RESPOSTA
y O dano (resposta) causado pelas substâncias perigosas aumenta com relação à quantidade (dose) desta que
entra no corpo.
¾ Dose é a quantidade de uma substância química que entra no seu corpo.
¾ É medida em mg de substância química/ por peso (Kg ou lb).
Resposta
Nenhum efeito Vertigem
Inconsciência
Sonolência
Sono profundo
Respiração forçada Morte
Dose
Ingestão de álcool
(mg/Kg)
A FUNÇÃO DOSE - RESPOSTA
Dose Letal (g/ kg)
Substâncias Naturais
> 10 açúcar
1 NaCl (sal) e etanol 0,1 cafeína
0,001 nicotina (mg/kg)
0,01 Toxina da cascavel 0,00001 Toxina do tétano e do
botulismo
FAIXA DE DOSES LETAIS
DE ALGUMAS SUBSTÂNCIAS
FATORES QUE INFLUENCIAM NA RELAÇÃO DOSE - RESPOSTA
y CARACTERÍSTICA DO CONTAMINANTE;
y VELOCIDADE DE ABSORÇÃO DO CONTAMINANTE PELO ORGANISMO;
y CONCENTRAÇÃO DO CONTAMINANTE;
y TEMPO DE EXPOSIÇÃO DO ORGANISMO AO CONTAMINANTE
O dano ao organismo provocado pela exposição à substância tóxica tem intensidade proporcional :
Efeito Produzido E = f(c,t)
"Nada é veneno, tudo é veneno. A diferença está na dose."
Paracelsus, 1493-1541 (Médico e Alquimista suiço)
DOSE - RESPOSTA
A duração de uma exposição é importante na determinação do efeito tóxico, assim como na intensidade destes.
y
exposição aguda : exposição única ou múltipla que ocorra em um período máximo de 24 horas;
y
exposição sub-aguda: aquela que ocorre durante algumas semanas (1 mês ou mais);
y
exposição sub-crônica: aquela que ocorre durante alguns meses (geralmente por 3 meses);
y
exposição crônica: é a exposição que ocorre durante toda a vida.
DURAÇÃO E FREQUÊNCIA DA EXPOSIÇÃO
VIAS DE EXPOSIÇÃO
Os efeitos tóxicos podem ser provocados por meios químicos, por radiação ou até por ruído e dependem das vias de exposição. Elas indicam como as substâncias penetram nos organismos. Para o ser humano as principais vias são por:
Contato com a pele(Cutânea);
Inalação(pulmonar);
Ingestão(via gastrintestinal).
y VIA CUTÂNEA -A INTOXICAÇÃO DEPENDE DA SOLUBILIDADE DA SUBST. TÓXICA NA ÁGUA E LIPÍDEOS
VIAS DE EXPOSIÇÃO
VIAS DE EXPOSIÇÃO
• VIAS RESPIRATÓRIAS - OCORRE ATRAVÉS DAS
ZONAS VASCULARIZADAS (SANGUE-AR) NOS
PULMÕES
y SISTEMA DIGESTIVO – VIA INCOMUM, SALVO INTOXICAÇÃO ACIDENTAL
VIAS DE EXPOSIÇÃO
TOXICOCINÉTICA
y TOXICOCINÉTICA É O MOVIMENTO DO TÓXICO NO INTERIOR DO ORGANISMO QUE PODEM SER DE AÇÃO:
¾ LOCAL – QUANDO ATUAM NA MESMA VIA DE PENETRAÇÃO
¾ SISTÊMICOS – QUANDO A AÇÃO DO AGENTE TÓXICO SE CONCRETIZA EM DIFERENTES SISTEMAS E VIAS DE ONDE PENETROU.
EX.: ATRAVÉS MEIO DE TRANSPORTE - SANGUE
TOXICOCINÉTICA
QUANDO UM AGENTE TÓXICO PENETRA NO
ORGANISMO OCORRE UMA SÉRIE DE REAÇÕES QUE TENDEM A DIMINUIR SEUS EFEITOS E FACILITAR SUA ELIMINAÇÃO.
TÓXICO MODIFICADO – METABÓLITO
ATRAVÉS DAS ENZIMAS POR OXIDAÇÃO, REDUÇÃO,
HIDRÓLISE, CONJUGAÇÃO, ENTRE OUTRAS.
METANOL FORMALDEÍDO
OS TECIDOS OCULARES POSSUEM ESTAS ENZIMAS ESPECÍFICAS DE OXIDAÇÃO IMPEDINDO A ELIMINAÇÃO DO FORMALDEÍDO QUE POSSUI AÇÃO CORROSIVA PROVOCANDO CEGUEIRA.
TOXICOCINÉTICA
OXIDAÇÃO
ENZIMÁTICA
AÇÃO DOS TÓXICOS
PODEM PRODUZIR ALTERAÇÕES NAS CÉLULAS:
ESTRUTURAIS
FUNCIONAIS
DESTRUIÇÃO PARCIAL OU TOTAL DAS CÉLULAS
ALTERA AÇÃO ENZIMÁTICA ALTERAÇÃO DO DNA, RNA
y IRRITANTES – altera pele e mucosas (NH
3, HCl, HNO
3)
y NARCÓTICOS – provocam inconsciência, (clorofórmio, éteres) y NEUMOCONIÓTICOS – acúmulo de sólidos nos pulmões, (pó C,
amianto)
y ALÉRGICOS – dermatites (Ni, Cr )
y ASFIXIANTES– impedem o transporte de O
2aos tecidos através do sangue, ( CO, NO
2, CH
4)
y ANESTÉSICOS – aromáticos - SNC
y NEUROTÓXICOS – afetam SNC (organometálicos)
y CANCERÍGENOS – tumores malígnos( benzeno, Cd, Cr )
y TERATOGÊNICOS – malformação fetal ( radiações químicas- U, Cs)
CLASSIFICAÇÃO DOS EFEITOS TÓXICOS
CLASSE DE TOXIDADE Provável Dose Letal via Oral
Super Tóxico < 5mg/kg
Extremamente Tóxico 5,1-50 mg/kg
Muito Tóxico 51-500 mg/kg
Moderadamente Tóxico
0,51 - 5 g/kg Ligeiramente Tóxico 5,1 - 15 g/kg
Praticamente Atóxico Maior do que 15 g/kg
CLASSIFICAÇÃO DE TOXIDADE POR EXPOSIÇÃO ORAL
Fonte: REAL, 2008
A exposição simultânea a várias substâncias pode alterar uma série de fatores (absorção, ligação protéica, metabolização e excreção)que influem na toxicidade de cada uma delas em separado.
Assim, a resposta final a tóxicos combinados pode ser maior ou menor que a soma dos efeitos de cada um deles, podendo-se ter:
Efeito Aditivo - efeito final igual à soma dos efeitos de cada um dos agentes envolvidos;
Efeito Sinérgico - efeito maior que a soma dos efeitos de cada agente em separado;
Potencialização - o efeito de um agente é aumentado quando em combinação com outro agente;
Antagonismo - o efeito de um agente é diminuído, inativado ou eliminado quando se combina com outro agente
.
INTERAÇÕES ENTRE SUBSTÂNCIAS
Se denomina solvente, dissolvente ou dispersante aquela substância que permite a dispersão de outra substância em seu meio.
ASPECTOS TOXICOLÓGICOS DOS SOLVENTES ORGÂNICOS
O que
O que é é um solvente? um solvente?
COMO SOLVENTE COMO SOLVENTE
•• DissoluDissoluçção ão
•• ExtraExtração ção
•• DesengraxamentoDesengraxamento
•• Tintas, corantes, Tintas, corantes,
pinturas, coberturas pinturas, coberturas
•• DiluiçDiluição, dispersanteão, dispersante
•• Limpeza a secoLimpeza a seco
Usos Usos
OUTRAS OUTRAS APLICA
APLICA Ç Ç ÕES ÕES
CombustCombustííveis veis
Alimentos Alimentos
Drogas Drogas
BebidasBebidas
AnticongelanteAnticongelante
ExplosivosExplosivos
PoluentesPoluentes
ASPECTOS TOXICOLÓGICOS
DOS SOLVENTES ORGÂNICOS
•• Hidrocarb. AlifHidrocarb. Alifááticosticos
•• Hidrocarb. CHidrocarb. Cííclicos clicos
•• Hidrocarb. AromHidrocarb. Aromááticos ticos
•• CetonasCetonas
•• AldeAldeíídosdos
•• ÁÁlcooislcoois
•• ÉÉteresteres
•• ÉÉsteressteres
GasolinaGasolina
CiclohexanoCiclohexano
Benzeno, toluenoBenzeno, tolueno
Ciclohexanona, Ciclohexanona, acetona
acetona
AcetaldeíAcetaldeídodo
Etanol, metanolEtanol, metanol
ÉÉteres Glicóteres Glicólicoslicos
Acetato de Acetato de EtilaEtila
Classe Química dos solventes
•• Hidrocarbonetos NitroHidrocarbonetos Nitro
•• AlcanosAlcanos HalogenadosHalogenados
•• AlcenosAlcenos HalogenadosHalogenados
•• MisturasMisturas
•• Etilnitrato, TNTEtilnitrato, TNT
•• 1,1,1-1,1,1-tricloretanotricloretano,,
•• tetracloretotetracloreto de de carbono,
carbono,
•• clorofóclorofórmiormio
•• Tricloretileno, Tricloretileno,
•• Cloreto de vinilaCloreto de vinila
•• Querosene Querosene
Classe Química dos solventes
Irritação olhos/garganta
reação (visuo-manual), sinais de incoordenação, cefaléia,
confusão, tonturas e intoxicação
náusea, anorexia, confusão, hilariedade, perda do
autocontrole, perdas
momentâneas de memória, nervosismo, fadiga muscular, insônia.
MORTE (poucas hs )
< 200
200-400
500-800
10000 a 30000 colas,
gasolinas, solventes, agentes de limpeza , óleo cru e refinado (estireno ) TOLUENO
EFEITOS DOSE(ppm)
FONTES ORGÂNICO
TOLUENO
BENZENO
y Tráfego Veicular
y Distribuidores de combustíveis y Refinarias de Petróleo
y Síntese de outros solventes (estireno, fenol, clorobenzeno)
y Laboratórios Químicos e Biológicos y Petroquímicas
y plásticos
y resinas
y adesivos
y fibras sintéticas
y Irritação da pele e das vias respiratórias;
y Depressão do sistema nervoso central com perda da consciência e arritmias cardíacas;
y Fadiga;
y Dor de cabeça;
y Tonturas e convulsões;
y Depressão da medula óssea com anemia leucopenia e trombocitopenia (- plaq);
y Lesões no aparelho reprodutor e retardamento no crescimento fetal;
y Carcinógeno
EFEITOS À EXPOSIÇÃO FONTES
Fatal 5 minutos
20000
Perigoso para a vida, efeitos depressores 30 minutos
7000
Sintomas de toxicidade aguda
1 hora 500
Leve sonolência e dor de cabeça
6 horas 50 a 100
Nenhuma 8 horas
25
Resposta Tempo de
exposição Concentração de
vapores de benzeno (ppm)
Respostas do organismo a diferentes concentrações de benzeno, em função do tempo de exposição
FONTE - UP 2008
METABOLISMO: distribuição e eliminação
•
O benzeno é distribuído para varias partes do corpo:sangue, medula óssea, tecido adiposo e fígado;
•
É transportado do sangue para os pulmões: eliminado;•
Cerca de 12% do benzeno absorvido é eliminado inalterado pelos pulmões e 1% pela urina;•
A meia-vida do benzeno é estimada em 9 horas, masestes valores podem alcançar também 24 horas porque o benzeno tende a depositar-se no tecido adiposo de onde é lentamente liberado
OBS: VALOR DE REFERÊNCIA
OBS: VALOR DE REFERÊNCIA -Benzeno no sangue: < 0,5 -Benzeno no sangue: < 0,5 µµgg/L/L
LIMITES DE TOLERÂNCIA DE
AGENTES QUÍMICOS INSALUBRES
MTE-NR No15 – ATIVIDADE E OPERAÇÕES INSALUBRES
MÉDIO 290
78 TOLUENO
MÉDIO 340
78 XILENOS
MÁXIMO 15,00
4,00 FENOL
MÉDIO 340
78 ETILBENZENO
GRAU DE
INSALUBRIDADE ATÉ 48 HS/SEMANA
ppm mg/m
3AROMÁTICOS
• Absorção rápida
•• Via Via inalatinalatóóriaria (solventes vol(solventes volááteis, por difusão)teis, por difusão)
•• Via cutâneaVia cutânea
•• IngestãoIngestão
• Distribuição
•• De acordo com o teor de lipíDe acordo com o teor de lipídeos e vascularidadedeos e vascularidade
•• Tecidos: adiposo e os ricos em Tecidos: adiposo e os ricos em lipílipídeosdeos (são depó(são depósitos para sitos para armazenamento)
armazenamento)
TOXICOCINÉTICA DOS SOLVENTES ORGÂNICOS
• Metabolismo
• Geralmente hepático
• Bioativação de alguns para metabólitos tóxicos
• Excreção
• Urina
• Fezes
• Ar expirado, solventes voláteis
TOXICOCINÉTICA DOS SOLVENTES ORGÂNICOS
Características comuns na Toxidade dos solventes
• Efeitos dérmicos locais devido a extração dos lipídeos da derme
• Efeito depressor do SNC
• Efeitos Neurotóxicos
• Efeitos Hepatotóxicos
• Efeitos Nefrotóxicos
• Risco variável de câncer
METAIS PESADOS
A maioria dos organismos vivos necessita de alguns metais e em doses muito pequenas, que são chamados de micronutrientes. É o caso do zinco, do magnésio, do cobalto e do ferro (constituinte da hemoglobina). Estes metais tornam-se tóxicos e perigosos para a saúde humana quando ultrapassam determinadas concentrações-limite.
O chumbo, o mercúrio, o cádmio, o cromo e o arsênio são metais que não existem naturalmente em nenhum organismo. Ou seja: a presença destes metais em organismos vivos é prejudicial em qualquer concentração.
METAIS PESADOS
É comprovadamente um agente cancerígeno,
teratogênico e pode
causar danos ao sistema reprodutivo.
Fundição e refinação de metais e derivados de cádmio ,pigmentos e
pinturas, baterias, processos de galvanoplastia, solda, acumuladores,
estabilizadores de PVC, reatores nucleares, PESQUISA
CÁDMIO
Prejudicial ao cérebro, SN.
Afeta o sangue, rins,
sistema digestivo e Repr., Eleva a pressão arterial Agente teratogênico -
acarreta mutação genética Iindústria de baterias
automotivas, chapas de metal, aditivos em
gasolina, munição.
Indústria de
reciclagem,PESQUISA
CHUMBO
IMPACTOS NA SAÚDE
FONTES
PRINCIPAIS METAL
Principais Fontes e Impactos de alguns metais pesados
Sensações como
paladar adocicado e secura na garganta, tosse, fraqueza, dor generalizada,
arrepios, febre, náusea, vômito Metalurgia
(fundição e refinação), indústrias
recicladoras de chumbo,
PESQUISAS
ZINCO
Dermatites, úlceras cutâneas,
inflamação nasal, câncer de pulmão e perfuração do
septo nasal.
curtição de couros, galvanoplastias, PESQUISAS CROMO
IMPACTOS NA SAÚDE
FONTES
PRINCIPAIS METAL
Principais Fontes e Impactos de alguns metais pesados
Intoxicação aguda: efeitos corrosivos violentos na pele e nas membranas da mucosa, náuseas violentas, vômito, dor
abdominal, diarréia com sangue, danos aos rins e morte em um período aproximado de 10 dias.
Intoxicação crônica: sintomas neurológicos, tremores, vertigens, irritabilidade e
depressão, associados a salivação,
estomatite e diarréia.; descoordenação motora progressiva, perda de visão e
audição e deterioração mental decorrente de uma neuroencefalopatia tóxica.
Mineração e o uso de
derivados na indústria e na agricultura Células de
eletrólise do sal para produção de cloro,
PESQUISAS
MERCÚRIO (Hg)
IMPACTOS NA SAÚDE
FONTES
PRINCIPAIS METAL
MERCÚRIO
LIMITES DE TOLERÂNCIA DE AGENTES QUÍMICOS INSALUBRES
MTE-NR No15 – ATIVIDADE E OPERAÇÕES INSALUBRES
MÁXIMO 0,1
Pb
MÁXIMO 0,04
Hg
MÁXIMO 50,0
8,0 CCl
4MÉDIO 14
20 NH
3MÁXIMO 12,0
8,0 H
2S
MÁXIMO 1,5
2,5 HF
MÁXIMO 5,5
4,0 HCl
MÁXIMO 200
156 METANOL
MÍNIMO 1480
780 ETANOL
GRAU DE
INSALUBRIDADE ATÉ 48 HS/SEMANA
ppm mg/m
3AGENTE
QUÍMICO
Prof. Henrique Vicente
Prof. Henrique Vicente DellaDella RosaRosa
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
CURSO DE TOXICOLOGIA OCUPACIONAL -USP Profa. Márcia Valle Real
CURSO DE QUÍMICA AMBIENTAL- UFRJ LEGISLAÇÃO
. MINISTÉRIO DA SAÚDE (saude.gov )
. MINISTÉRIO DO TRABALHO E EMPREGO (mte.gov)
http://ltc.nutes.ufrj.br/toxicologia/modIII.htm#
. MANUAL DE HIGIÊNE INDUSTRIAL