Doseamento do ácido tricloroacético na urina

TRICLOROETILENO

Trabalho n.º 2

Doseamento do ácido tricloroacético na urina

Ocorrência natural / Aplicações da substância em causa

Trata-se de um solvente utilizado largamente na indústria como desengordurante, em processos de extracção e na limpeza a seco, bem como na produção de colas e tintas. No passado, foi igualmente utilizado em medicina como anestésico.

Propriedades físicas e químicas

O tricloroetileno é um líquido incolor, não inflamável, com cheiro semelhante ao clorofórmio.

É praticamente insolúvel na água, mas solúvel na maioria dos solventes orgânicos. p.e. = 87ºC ; d = 1,46

Decompõe-se por acção do calor com produção de ácido clorídrico e fosgénio, produtos de toxicidade para as vias respiratórias.

CMA (Concentração Máxima Admissível) = 100 ppm ⇔ { 535 mg / m3_} DLm= (Dote Letal Mínima) = 5 ml.

Interesse toxicológico

Intoxicações profissionais e toxicomania (“glue-snifing”).

Metabolismo

O tricloroetileno (TRI) penetra facilmente no organismo através da via respiratória, digestiva ou cutânea. Por via pulmonar (a mais frequente), 56-75% do TRI inalado passam ao sangue, sendo o coeficiente de distribuição ar:sangue de 1:2,6.

A absorção mais elevada por parte do organismo verifica-se nos primeiros minutos após o início da inalação e diminui sucessivamente até atingir um equilíbrio entre a concentração do TRI no ar e no sangue.

A taxa sanguínea diminui rapidamente após a exposição devido a: • eliminação pela via pulmonar (±19%);

• retenção nos tecidos ricos em lípidos, sobretudo no tecido adiposo, nos músculos, na pele e em todos os tecidos largamente vascularizados;

• metabolização em produtos hidrossolúveis, eliminados na urina (±73%). A eliminação urinária do próprio tricloroetileno é rápida, terminando ao fim de algumas horas. Pelo contrário, a do ácido tricloroacético é lenta e pode durar vários dias. Este último aparece na urina 3 - 4h após a inalação do TRI, numa quantidade proporcional ao TRI absorvido. A eliminação é máxima até às 48 - 72h, diminuindo exponencialmente durante 10 - 15 dias.

A eliminação do tricloroetanol (livre e conjugado) é bastante mais rápida que a do ácido tricloroacético.

Fig. 1 TRICLOROETILENO NA ATMOSFERA HIDRATO DE CLORAL TRICLOROETILENO METABOLIZADO AR EXPIRADO URINA TRICLOROETILENO REJEITADO TRICLOROETILENO ABSORVIDO PELO ORGANISMO TRICLOROETANOL ÁCIDO TRICLOROACÉTICO ÁCIDO MONOCLOROACÉTICO ÁCIDO UROCLORÓLICO ADH CLORIDRATO DESIDROGENASE CONJUGAÇÃO GLUCORÓNICA 5-16% 32-59% 3-4%

A metabolização completa do TRI faz-se através da formação dos seguintes compostos intermédios: C C Cl Cl H Cl TRICLOROETILENO cit. P450 C C Cl Cl H Cl _O EPOXI-TRICLOROETILENO Fixação em Proteínas Ác. Nucleicos GLUTATIÃO C C Cl Cl Cl O H TRICLOROACETALDEÍDO (CLORAL) +H2O (HIDRATO DE CLORAL) ADH TRICLOROETANOL ÁCIDO MERCAPTÚRICO Fig.2

Dos esquemas anteriores deve reter-se o seguinte:

a transformação em epoxi-tricloroetano, visto que este derivado epóxido é capaz de se fixar sobre as proteínas e os ácidos Nucleicos, dando origem assim a efeitos mutagénicos e necrosantes a nível hepático;

os metabolitos finais hidrossolúveis, tricloroetanol e ácido tricloroacético detectáveis na urina vários dias após a absorção, e que permitem despistar uma intoxicação;

a utilização da via da álcool desidrogenase (ADH) para a transformação do hidrato de cloral em tricloroetanol, que permite explicar a interacção com o álcool.

Toxicidade

A acção predominante do TRI é comum a todos os narcóticos: depressora do sistema nervoso central.

As manifestações tóxicas, após ingestão deste solvente, estão dependentes da quantidade ingerida e podem ir desde ligeiras modificações sensoriais ou psíquicas, até ao coma e a acidentes cardiovasculares, conduzindo à morte.

De todos os solventes clorados, o TRI é o que possui a maior toxicidade cardíaca. A sua acção primária consiste numa depressão de contractilidade do músculo cardíaco, reduzindo assim o débito cardíaco, a pressão sanguínea e o fluxo coronário. A diminuição da pressão provoca um estímulo dos baroreceptores aumentando assim a descarga de catecolaminas ao nível do coração. Demonstrou-se que o TRI sensibiliza o miocárdio à acção destas catecolaminas e portanto aos riscos de arritmia.

A fibrilhação ventricular é considerada como uma das causas de morte súbita do "tricloroetilómano". Os riscos são tanto maiores em situações de "stress" ou medo, este último frequente em jovens iniciados, pois constituem uma fonte importante de descarga de catecolaminas e, como tal, de risco de morte. Esta pode mesmo surgir muito antes da sintomatologia tóxica.

TRI

A exposição crónica a este solvente pode criar dependência, bem como lesões hepáticas e renais muito provavelmente devido aos seus metabolitos.

Trabalhadores expostos cronicamente a concentrações ambientais de TRI, da ordem de 40-270 ppm, exibem frequentemente sintomas de fadiga, dores de cabeça, irritabilidade, intolerância ao álcool e alterações electrocardiográficas. Estes sintomas surgem, segundo alguns autores, quando a concentração de ácido tricloroacético é da ordem de 100 mg/L e agravam-se a partir de concentrações de 200 mg/L.

As manifestações de intoxicação aguda surgem como consequência dos efeitos anestésicos do TRI, da acção hipnótica do tricloroetanol ou então da arritmia cardíaca provocada por concentrações elevadas do solvente.

Várias metodologias têm sido propostas para avaliação da exposição ao TRI, quer através da determinação do composto em si, quer pela avaliação dos seus metabolitos em amostras biológicas.

A determinação do TRI no sangue não é considerada desejável como prática de rotina, mais pela dificuldade na obtenção das amostras do que pelo interesse da sua determinação.

Em situações de despiste de intoxicações profissionais, as concentrações alveolares de TRI correlacionam-se bem com os teores ambientais e com o tempo médio de exposição individual, desde que a amostra seja devidamente recolhida. Muitos investigadores sugerem para controlo de rotina, a recolha de amostras alveolares até 6 h após o fim da exposição, e obviamente antes do início do novo dia de trabalho. A concentração de TRI não deverá então exceder 1 ppm em indivíduos expostos a 100 ppm durante 8h / dia.

Por outro lado, a determinação dos metabolitos urinários do TRI não tem sido um parâmetro eficaz para a avaliação dum índice de exposição, devido às alterações individuais de metabolismo, à tendência para a acumulação dos metabolitos em situações de exposição crónica e à excreção retardada destes (especialmente o ácido

tricloroacético), e ainda devido ao facto de muitos outros solventes apresentarem metabolitos, idênticos (hidrato de cloral, tetracloroetileno e tricloroetano).

Contudo várias normas internacionais têm sido propostas relativamente a estes metabolitos, e é assim que se considera que um concentração de 100 mg/L de ácido tricloroacético na urina (corrigida para uma densidade de 1,016) é consistente com uma exposição de 100 ppm de TRI.

Um valor total de compostos triclorados tem sido igualmente avaliado por alguns autores e constitui um outro índice aproximado de exposição. Finalmente, demonstrou-se que o teor de ácido tricloroacético no sangue constituía o parâmetro menos susceptível de variação individual e que, devido a esse facto, será o mais promissor meio para despiste biológico. O ácido tricloroacético tende a acumular-se com exposições repetidas e, assim que estas cessam a taxa hemática decresce lentamente (t1/2 = 70-90 h).

Técnicas analíticas

A determinação do TRI no ar expirado ou no sangue pode ser realizada através de cromatografia de fase gasosa (método para solventes voláteis) com detector de ionização de chama. Outros procedimentos, mais sensíveis, utilizam metodologia mais específica com outros tipos de detector.

O método colorimétrico, a executar na aula prática e descrito a seguir, constitui um dos métodos clássicos para o despiste de uma intoxicação por polihalogenados.

Metodologia a utilizar na aula prática

FUNDAMENTO DO MÉTODO

A reacção corada mais característica produzida pelos solventes clorados e seus metabolitos é a de Fujiwara. Esta reacção fundamenta-se na propriedade que têm certos radicais polihalogenados de darem um composto corado com a piridina em meio alcalino e a quente (± 90ºC). Foi descrita pela primeira vez por Fujiwara para o clorofórmio e foi aplicada a outros derivados halogenados, em particular ao TRI. Não se conhece exactamente a natureza do composto rosa-violeta formado. Supõe-se que se forma uma base de Schiff do aldeído glutacónico, por abertura do anel píridínico, depois da adição do composto polihalogenado ao azoto. Para o clorofórmio a reacção seria a seguinte: N

+

-+

₊

₊

Uma confirmação desta hipótese é-nos indirectamente fornecida pela seguinte observação: a adição de ácido acético faz virar a cor de rosa-violeta a amarelo, enquanto a subsequente adição de uma amina primária como a benzidina, determina a formação de um precipitado violáceo, que é devida à retenção da base de Schiff do aldeído glutacónico, obtida com o teste da piridina.

A determinação do ácido tricloroacético na urina constitui ainda hoje o procedimento analítico mais simples, e por este motivo o mais frequentemente utilizado, para avaliar o grau de exposição e absorção do TRI, do qual representa, em conjunto com o tricloroetanol o metabolito mais significativo.

Para se dosear igualmente o tricloroetanol, torna-se necessário tratar previamente os líquidos biológicos com uma solução ácida de dicromato de potássio. Este procedimento provoca a oxidação do tricloroetanol livre bem como a hidrólise e

oxidação do tricloroetanol conjugado com o ácido glucorónico, para dar, em ambos os casos, ácido tricloroacético doseado pela reacção atrás mencionada. Os teores observados deste modo, corresponderão ao somatório do ácido tricloroacético preexistente, e ao formado a partir do tricloroetanol livre e conjugado.

A piridina, muito solúvel em água, tende a formar uma emulsão quando misturada com a solução aquosa de hidróxido de sódio, empregue na reacção, a solução final pode resultar facilmente bifásica, com o cromóforo em solução na fase superior, a qual muitas vezes aparece opalescente, imprópria para uma correcta avaliação espectrofotométrica.

Grisler et al. propuseram um semi-micrométodo rápido, monofásico, que permite avaliar de um modo exacto e altamente reprodutível, a concentração do ácido tricloroacético na urina. É este o método que se realizará na aula prática.

CONTROLO DE PUREZA DA PIRIDINA

Antes de se realizarem os ensaios, torna-se necessário controlar a pureza da piridina do seguinte modo: adicionar 0,5ml de NaOH a 2 ml de piridina, aquecer em banho de água fervente, adicionar 2 ml de água destilada. O aparecimento de coloração rosa indica contaminação da piridina.