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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: [email protected]