QUÍMICA AMBIENTAL Prof.Ms.Emerson Botelho Prof.Toxicologia e Análises Toxicológicas. UNIPAR –UMUARAMA.

Monitorização biológica: conceitos gerais  Indicadores biológicos  Indicadores de dose interna  Indicadores de efeito  Indicadores de efeito pré- clínico  Métodos de monitorização biológica  Determinação do efeito associado com a dose  Limites biológicos de exposição  Regra dos indicadores biológicos na avaliação da exposição  Regra dos indicadores biológicos na avaliação de risco  Uso prático dos indicadores biológicos  A escolha do indicador  Interpretação dos resultados

Monitorização biológica: conceitos gerais Alterações do estado de saúde podem se originar de formas clínicas de doenças relacionadas com o trabalho e o ambiente. Podem ser prevenidas por meio das seguintes medidas:  substituição da substância responsável pelo efeito tóxico  monitorização da exposição  vigilância da saúde

Para o controle de fatores de risco para os quais existem conhecimentos fundamentados sobre os valores dos limites biológicos de exposição e dos níveis de ação Quando se utiliza a monitorização biológica

Conceitos importantes monitorização consiste numa atividade relacionada com o estado de saúde sistemática, contínua ou repetitiva, finalizando se necessário com a adoção de medidas corretivas monitorização ambiental consiste na determinação, habitualmente ao nível da atmosfera do ambiente de trabalho, dos agentes presentes neste ambiente, para avaliar esta exposição ambiental e o risco a saúde comparando-se os resultados obtidos com referências apropriadas monitorização biológica consiste na determinação dos agentes presentes no ambiente de trabalho e/ou dos seus metabólitos nos tecidos, secreções, ar expirado dos indivíduos expostos para avaliar a exposição e o risco a saúde comparando-se os resultados obtidos com referências apropriadas. Os parâmetros estudados com este escopo são definidos como “indicadores biológicos”

Indicadores biológicos Com o termo indicador biológico (marcador biológico ou biomarcador) se designa um parâmetro que indique um evento que está ocorrendo em um sistema ou numa amostra biológica

Tipos básicos de indicadores biológicos Dose interna efeito efeito pré-clinico outros

Indicadores de dose  Os indicadores de dose podem ser expressão de uma simples exposição à uma substância química ou do seu acúmulo entre outras  Toda vez que o indicador esteja correlacionado com a concentração da substância química presente no ambiente de trabalho, este é conceituado como indicador de exposição Ex.: concentração de ácido hipúrico urinário que se correlaciona bem com a concentração de tolueno no ar do ambiente de trabalho (transparência)

Determinação da substância química ou de seus metabólitos nos fluidos biológicos A maior parte dos exames disponíveis pertencem a este grupo que compreende a determinação da substância química inalterada ou seu produto de biotransformação em fluidos biológicos.

Indicadores de efeito A monitorização dos efeitos é realizada para a avaliação de alterações biológicas precoces e reversíveis que se desenvolvem no órgão crítico. Neste caso a monitorização de efeitos pode ser considerada como um instrumento utilizado na avaliação de risco ao estado de saúde do indivíduo exposto.

O que é órgão crítico? Fígado. Rins. Pulmão. Coração.

É o órgão ou sistema no qual a concentração da substância tóxica é responsável pelo primeiro efeito (transparência)

Indicadores de dose interna na urina Metais As; Cd; Co; Cr; Cu Hg; Mn; Ni; Pb; Zn íons inorgânicos F  ; SCN 

Indicadores de dose interna na urina Metabólitos ácido 2- tio-tiazolidina carboxílico - sulfeto de carbono ácidos mandélico e fenil glioxílico (estireno) ácidos hipúrico (tolueno) e metil hipúrico (xilenos) ácido tricloracético (percloretileno) ácido trans-trans mucônico (benzeno) 2,5 hexanodiona (n-hexano) N-metilformamida (dimetilformamida) tricloro compostos totais (tricloretileno)

Indicadores de dose interna na urina Inalterados acetona metanol metiletilcetona metilisobutilcetona etanol

Indicadores de dose interna no sangue, soro, plasma Metais e/ou substâncias inorgânicas Cd-S Cu-soro Pb-S Zn-soro ou plasma

Indicadores de efeito Urina  ácido  - aminolevulínico ( ALA- U)  coproporfirinas Sangue  atividade da enzima  - aminolevulínico desidratase eritrocitária ( ALA- D)  protoporfirina livre eritrocitária  Zn protoporfirina (ZPP)  carboxiemoglobina (exposição ao CO e ao cloreto de metileno)  metemoglobina  colinesterase plasmática e eritrocitária

Outras categorias de indicadores Indicadores de efeito pré- clínico indicadores que permitem identificar as alterações ao nível do órgão alvo que geralmente ainda são reversíveis e precedem ao aparecimento do quadro clínico indicadores que permitem identificar as alterações ao nível do órgão alvo que geralmente ainda são reversíveis e precedem ao aparecimento do quadro clínico. Exemplos desta categoria de indicadores microproteinúria ou proteínas de baixo peso molecular Exemplos desta categoria de indicadores: microproteinúria ou proteínas de baixo peso molecular   2 -microglobulina  RBP (retinol binding protein) - proteína de ligação ao retinol expressam uma alteração ao nível dos túbulos renais proximais decorrentes de uma exposição ao cádmio expressam uma alteração ao nível dos túbulos renais proximais decorrentes de uma exposição ao cádmio.

Limites biológicos de exposição  representam valores de concentração do xenobiótico ou de seu metabólito num dos meios biológicos dos trabalhadores com aparente bom estado de saúde, expostos aos níveis ambientais do agente químico mesmo em torno dos valores limites propostos pelas associações e outras entidades internacionais além de alguns pesquisadores.  tais valores estão baseados na relação entre os níveis de exposição ao agente químico e o nível do indicador na urina ou, sobre a relação entre o nível do indicador e os efeitos biológicos

Uso prático dos indicadores biológicos Possíveis erros na interpretação dos resultados:  tempo de amostragem - substâncias com meia vida biológica curta  conservação da amostra  coleta da amostra em recipiente inadequado

Uso prático dos indicadores biológicos Fontes de variação A urina de 24 horas fornece uma determinação acurada da exposição todavia, esta modalidade de coleta não é praticável. Utiliza-se de amostragem de urina em períodos determinados de acordo com o indicador. Com esta modalidade de coleta a determinação na urina apresenta flutuações às vezes relevantes de concentração e precisa ser ajustada ou corrigida com algum parâmetro Com esta modalidade de coleta a determinação na urina apresenta flutuações às vezes relevantes de concentração e precisa ser ajustada ou corrigida com algum parâmetro.

Requisitos necessários para a escolha de um indicador  toxicocinética e toxicodinâmica  relação dose/efeito  dose/resposta  disponibilidade de técnicas analíticas confiáveis (precisas e acuradas)  amostragem de fácil execução

Interpretação dos resultados Podem ser interpretados com base individual ou de grupo. Individual  p Individual  para que um dado seja confiável num único trabalhador é necessário que a sua variabilidade individual seja limitada e que o indicador seja suficientemente específicoGrupo:  se todos os dados resultam abaixo do limite biológico a exposição é aceitável  se a maior parte dos dados resultam acima do limite biológico a situação da exposição requer uma intervenção para melhorar as condições de trabalho

Interpretação dos resultados  Os dados enfim podem apresentar uma distribuição diferente (bimodal ou polimodal) em que a maior parte dos valores são inferiores ao índice biológico e um número inferior o superam.  Neste caso os valores são indicativos de uma sobre-exposição e permitem a individualização dos trabalhadores empregados numa atividade com uma exposição maior ou de trabalhadores que absorvem maior quantidade do contaminante como causa da sua insuficiente formação para executar o trabalho corretamente.

Variabilidade nos resultados A confiabilidade de um indicador de dose, e/ou de efeito, depende de diversos fatores: l características de cada indivíduo l são independentes da exposição e da técnica analítica

Variabilidade individual  hábitos alimentares (consumo de peixes e crustáceos associados com o aumento do arsênio urinário),  ingestão de álcool (interfere na biotransformação de vários solventes)  hábito de fumar associado com maior absorção de metais e solventes  fármacos indutores do sistema microssômico hepático interferem com o metabolismo de alguns solventes  gênero: mulheres após exposição ao chumbo, apresentam níveis de protoporfirina IX nos eritrócitos maior que os homens

A correta aplicação, dos indicadores biológicos, não podem prescindir de uma preliminar definição dos valores de referência valores determinados na população geral que devem levar em conta as variáveis dessa população.

Metodologia Toxicológica Ensaios Toxicológicos Informação Adequada 1º Estágio Decisões Toxicológicas. Interpretação. Legislação 2º Estágio

Interpretação dos resultados De acordo com o conhecimento disponível sobre a relação entre:  exposição  dose interna  efeitos A monitorização biológica pode oferecer uma série de informações

Interpretação dos resultados Se for observada a relação entre a exposição com a dose interna, o indicador poderá informar sobre:  grau de exposição do indivíduo  não informará sobre o risco à saúde

Interpretação dos resultados Ao contrário, se for observada uma relação entre a dose interna com os efeitos ou ainda com a resposta, o indicador estudado será uma expressão do risco à saúde e permitirá uma prevenção direta dos efeitos nocivos para a saúde. Ex.: 2,5-hexanodiona na urina, e metilbutilcetona, provocam efeitos neurotóxicos Neste caso, esta determinação reflete tanto a exposição como prognosticar o risco à saúde dos trabalhadores expostos

A avaliação do risco de substâncias que produzem efeitos após longo período de latência METAIS PESADOS PRAGUICIDAS

Interpretação dos resultados nesses casos l O ácido trans-trans mucônico urinário é um bom indicador de exposição ao benzeno e tendo uma meia vida curta, reflete a exposição a tal substância limitada ao dia da amostragem l Não pode prognosticar o risco de leucemia. l Quando a determinação é repetida no tempo, esta pode ser utilizada como qualquer outro indicador l reflite a exposição em curso