Centro de Energia Nuclear na Agricultura

Universidade de São Paulo

Toxicocinética

Rafael Grossi BotelhoDoutorando em Química na Agricultura e Ambiente

Laboratório de Ecotoxicologia Aquática - CENA

09 de Novembro de 2010

Toxicocinética

- Campo da toxicologia que busca conhecer o comportamento do agente tóxico após seu contato com o organismo.

Absorção

Distribuição e armazenamento

Eliminação

CONHECER

Absorção- Passagem do tóxico do meio externo para o interior

do organismo, ou seja, sua presença no sangue.

Barreiras biológicas

Membranas celulares

Delimita todas as células vivas fronteira entre o meio intracelular e o extracelular

- A passagem através das membranas depende de fatores relacionados à substância e da característica da membrana.

Fatores relacionados à substância

1) Hidrossulubilidade

Substâncias hidrossolúveis são mais permeáveis em membranas celulares

Capacidade de dissolver em água

2) Lipossolubilidade

3) Coeficiente de partição óleo-água ou lipídeo- água

Lipossolubilidade

Hidrossolubilidade

Quanto maior mais fácil o transporte da substância através da membrana

4) Tamanho e carga da partícula a ser absorvida

Partículas hidrossolúveis com até 8 Å (=0,1 nanômetro = 10-10 m)

Cátions dificuldade de passagem poros possuem carga positiva presença de proteínas e cálcio.

Ânions maior facilidade

Características da Membrana

1895 Overton: caráter lipídico da membrana

1925 Gortner e Grandel: lipídeos e proteínas

1952 Davson e Daniell: Existência de poros

1972 Singer e Nicolsan: Modelo do “Mosaico Flúido”

Proteínas flutuam em um “mar” de lipídeos

Proteínas de MembranaProteínas Extrínsecas ou periféricas

Localizam na superfície

Proteínas Intrínsecas ou integrais

Incorporadas entre os lipídeos

Principais funções das membranas

-Transporte de substâncias através de sua permeabilidade e seletividade

- Proteção mecânica

- Interação intercelular: medeia interações entre células vizinhas trocando materiais e informações

-Proporciona barreiras de permeabilidade seletiva

Características das membranas

É lipoprotéica

Semipermeável: passagem de substâncias

Permeabilidade seletiva: sais, água, açúcar

Grande elasticidade

Espessura fina

Visualizada somente no microscópio eletrônico

Transporte através da membrana

Para penetrar no interior dos organismos, os tóxicos necessitam atravessar membranas celulares.

Difusão simples ou passiva

Filtração

Difusão facilitada

Pinocitose

Transporte ativo

Difusão simples

Transporte de um meio extracelular para intracelular (ou vice-versa) através da bicamada lipídica

Não envolve proteínas

O movimento é aleatório e contínuo através dos fluidos corporais

Não há gasto de energia intracelular

Substâncias lipossolúveis maior facilidade e rapidez

Filtração

Passagem de substâncias pelos poros da membrana

Será influenciada pelo tamanho e carga da partícula a ser transportada

Poro 8 Å Íons de carga positiva (Na+ e K+) dificuldade

Poros carga positiva de proteínas e íons Ca++

Difusão FacilitadaSubstâncias insolúveis nos lipídeos

Necessidade de uma molécula transportadora

PinocitoseParticipação da membrana plasmática

Ocorre através do contato de substâncias com a membrana

Proteínas único meio de passagem para o interior

Transporte ativo

Feito por uma proteína transportadora

Carregar substância através da membrana

Passagem de substância onde elas estão pouco concentradas para local de maior concentração

Bomba de sódio e potássio

Íons Na+ e K+ importantes para o funcionamento celular

Concentrações dentro e fora da célula

http://www.youtube.com/watch?v=_bmp2_T0c7k

Vias de IntroduçãoEnteral - via oral, digestiva ou trato gastrointestinal - via sublingual - via retal

Parenteral - via intramuscular - via intravenosa ou endovenosa - via subcutânea

Outras - via cutânea ou transepidérmica - via pulmonar ou respiratória - ocular, nasal, intra-arterial, intracardíaca, etc.

Via Cutânea

Via Respiratória

Via Oral ou Digestiva

Vias de Introdução

Via Cutânea (Dérmica)

- Porta de entrada mais frequente das intoxicações por agrotóxicos

- Contaminação: mãos, braços, pescoço, face, e couro cabeludo

- Absorção: respingos, névoa de pulverização, uso de roupas contaminadas

- Fatores ligados à absorção: formulação, tempo de exposição, hidro e lipossolubilidade, tamanho da molécula, temperatura do corpo e do ambiente, volatilidade, etc.

Via Respiratória

- importância na penetração de agentes tóxicos no organismo

- Ação e gravidade natureza química da molécula, qtd absorvida, suscetibilidade individual, etc.

- Seres humanos = Aspirador de pó coletor de vapor e poeira

Representação das vias aéreas superiores e inferiores

Vias Aéreas Superiores

- Retenção e absorção de tóxicos

Cavidade nasal, faringe, laringe, cordas vocais e glote

- Diâmetro, forma e densidade características chega ou não aos alvéolos (Via aérea inferior)

- Diâmetro de 1 µm lesivas à saúde pulmonar

Dificuldade de remoção

Vias aéreas inferiores

- Se o trajeto for bem sucedido alvéolos

- Alvéolos

Passagem para o sangue : tamanho e solubilidade

Passagem para o sistema linfático, podendo permanecer por muito tempo

Retenção nos alvéolos Doenças pulmonares

Remoção até os brônquios deglutição ou expectoração

DistribuiçãoDepois de ser absorvida e estar presente no organismo, para onde o agente tóxico vai?

Entra nos compartimentos líquidos do corpo

Plasma Líquido intersticial Líquido intracelular

nutrientes, medicamentos,tóxicos

Linfa: líquido dos vasos linfáticos composto por glóbulos brancos

Líquido dentro da célula

Fatores que influenciam na distribuição

Fatores ligados à substância

A) Lipossolubilidade: > lipossolubilidade > distribuição no organismo > facilidade de atravessar membranas. Ex: Álcool

Fatores ligados ao organismo

A) Irrigação do órgão: Órgãos mais vascularizados tendem a acumular > qtd agentes químicos

B) Conteúdo de água ou lipídeo de órgãos e tecidosEx: - solventes orgânicos acumulam em tecidos

ricos em lipídeos (gorduras): SNC - compostos solúveis em água: rins

Depósito de armazenamento no organismo

1) Tecido adiposo

- > Coeficiente de partição óleo/água mais fácil

Ex: Inseticidas organoclorados (alta lipossolubilidade)

Toxafeno e DDT

2) Tecido Ósseo Metais pesados

90 % do Pb encontram-se nos ossos (substituição do cálcio)

Fígado

- Órgão de detoxificação

Fase I Fase II

Biotransformação

Apolar Polar

Hidrossoluveis

Rins

Vias de eliminação

- Eliminação através das secreções: sudorípara, lacrimal, gástrica, salivar, láctea

- Eliminação através das excreções: urina e fezes

- Eliminação pelo ar expirado (via respiratória)

Excreção urinária ou Via Renal- Condição necessária ser hidrossolúvel

- Não possuir essa polaridade biotransformação

Via respiratória

- Vapores e gases

- Função renal: disfunção velocidade de excreção

Suor e saliva- Via de menor importância

- Compostos tóxicos eliminados podem causar dermatites

- Substância eliminadas na saliva são geralmente deglutidas

Através do leite

- DDT, PCB (difenil policlorados), Pb, Hg, As, morfina, álcool

- Substâncias lipossolúveis mais facilmente eliminadas

Laboratório de Ecotoxicologia AquáticaCentro de Energia Nuclear na Agricultura

Tel: 34294834 – email: rbotelho@cena.usp.br