noções básicas de toxicologia aplicadas as emergências químicas dra. nilda a.g.g. de fernícola...
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Noções básicas de toxicologia
aplicadas as emergências químicas
Dra. Nilda A.G.G. de Fernícola
CETESB
Maio 2001
Acidente químico
• Acidente químico ou emergência química é um acontecimento ou situação perigosa, envolvendo a liberação de uma substância química, que afeta a saúde humana e/ou o ambiente, a curto ou longo prazo
• OECD. Health aspects of chemical accidents.1994
Incidente químico
• Incidente químico é uma liberação inesperada e incontrolada de uma substância química do seu container
• Um incidente químico para a saúde pública é aquele onde dois ou mais membros do público estão expostos (ou ameaçados de estar expostos) a uma substância química
– IPCS. Public health and chemical incidents. 1999
).
Liberação de longa duração
• É aquela em que a exposição não surge rapidamente e as medidas de saúde pública não são tomadas tão rapidamente.
• Pode ser que a preocupação com a saúde pública apareça de imediato.
Acidentes químicos
• Incluem:– incêndios– explosões– fugas ou liberações de substâncias tóxicas
• Podem provocar– enfermidade– lesão– invalidez ou morte
Bhopal: disaster seeking an antidote
Headline from The Sunday Times, December 1985
Bhopal
• Nuvem de 40 ton de iso-cianato de metila
• 200 000 pessoas expostas
• durante 90 min
• 8 000 mortos
Acidente de Bhopal
• “ Uma das ironias do acidente de Bhopal foi • que o praguicida que estava sendo
manufaturado, o Sevin, • era o substituto do DDT num intuito de evitar
os riscos desse praguicida organoclorado.• O processo de fabricação do Sevin tem
ocasionado mais danos que o DDT”.• (Anônimo. Helping out in Bhopal. Nature nº 312, 579-580, 1984)
Acidente de Bhopal (2)
• Propriedades do iso-cianato de metila– Ponto de ebulição: 39,1º C– Vapor : duas vezes mais pesado que o ar
• Usos– fabricação do aldicarb, carbaril, carbofuran
e metanil, 90%; outros praguicidas 10%
Acidente de Bhopal (3)
• Aspectos toxicológicos– irritante dos olhos, nariz e garganta– edema pulmonar– ulceração da córnea
• Os sobreviventes apresentaram efeitos crônicos, após 1 ano– nos pulmões– nos olhos
Efeitos
Ciclo dos produtos “desde a verso até o túmulo”
(Joint Industrial Safety Council, Sweden, 1996)
Classificação dos acidentes químicos
• Segundo– substância química – fonte de liberação– extensão da área contaminada– número de pessoas expostas– vias de exposição– conseqüências para a saúde
Substância química
• O termo substância química (no inglês: chemical) é muito geral, e é usado para designar os compostos básicos de toda a matéria viva ou não, que constitui o universo.
• (Freudenthal,R.I.; Freudenthal,S.L. What you need to know to live with chemicals. Hill and Garnett Publishing, 1989.)
• Produto químico é uma substancia química, seja só ou em mistura ou preparação, fabricada ou obtida da natureza.(Decisão 14/27 do Conselho de Administração do PNUMA, de 17 junho 1987- Diretrizes de Londres...)
Substância química (2)
• Elemento químico é uma substância específica na sua forma mais simples: – carbono, oxigênio, hidrogênio, e mais 106.
• A temperatura ambiente– 10 elementos químicos são gases– 2 elementos químicos são líquidos
• bromo e mercúrio
– 94 elementos químicos são sólidos
Substância química
• Elementos– existem 106– oxigênio, hidrogênio, cloro
• Composto químico ou substância química, é a combinação de dois ou mais elementos– dióxido de carbono– amoníaco
Substância química
• Substância química– pura, contêm só um composto ou elemento– mistura, contêm mais de um elemento ou
composto
• Nome comum
• Fórmula química
• Estrutura química
• Nome comercial
Importância de conhecer o produto
• Malation– dietil[(dimetoxifosfinotiol)tio]butanodioato
– C10H19O6S2P
• Produto técnico– líquido incolor ou ligeiramente amarelado, amarelo
ou castanho– pureza mínima 92%– odor semelhante ao mercaptano, devido a
impureza metilmercaptano
Importância de conhecer o produto
• Produto purificado– sólido cristalino
• Formulação comercial– sua toxicidade depende do conteúdo de
impurezas, – em especial o iso-malation
• No rato, o malation com 0,1% de iso-malation potencializa a toxicidade (OMS/SIT 677)
Perguntas no local do acidente
envolvendo substâncias químicas
• Quais são as propriedades químicas da substância?• Que ocorre quando a substância é aquecida?• Os vapores são tóxicos?• Ocorre reação violenta com outro material, outra
substância química ou quando está misturado?• Qual é o tipo de embalagem ?• Qual é o tipo de extintor ?• Quais são os efeitos da explosão a curto prazo e a
longo prazo? (Isman & Carlson, 1980)
Toxicologia
• É a ciência que estuda os efeitos nocivos produzidos pelas substâncias químicas sobre os organismos vivos
Áreas da Toxicología
Toxicologíade alimentos
Toxicologíaambiental
Toxicologíade medicamentos
Toxicologíaocupacional
Toxicologíasocial
AspetosAspetos
Clínico Analítico Legislação Pesquisa
Ilus
traç
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Por que são necessários conhecimentos básicos de toxicologia?
• Para atender os objetivos da avaliação para a saúde das emergências químicas, em relação a:– confirmar a existência de uma emergência
química;– identificar as características das substâncias
químicas, – identificar a fonte de liberação
Por que são necessários conhecimentos básicos de toxicologia? (2)
– estimar o tipo, tamanho, localização e distribuição da fonte de liberação
– determinar a população para a qual a emergência química representa um risco e o impacto na saúde, e
– avaliar a capacidade de resposta dos serviços locais de saúde
• (Rapid health assessment protocols for emergencies. WHO, 1999. Cap. 9
Dose
Agentequímico
Toxodinámica:Interação do
agente químico-receptor,nol órgão branco
ExposiçãoIngresso noorganismo
Toxocinêtica:Absorção
DistribuiçãoBiotranformaçao
EliminaçãoEfeito
Classificação das substâncias químicas segundo:
• Uso
• Origem
• Composição química
• Órgão em que o efeito é produzido
• Mecanismo de ação
Estado físico das substâncias químicas
• Sólido– cianeto de sódio,
• Líquido– ácido sulfúrico, benzeno, clorofórmio
• Gasoso– cloro, amoníaco
Classificação das substâncias perigosas segundo a ONU:
Nº ONU
• 1. Explosivas
• 2. Gases comprimidos
• 3. Líquidos inflamáveis
• 4. Sólidos inflamáveis, substâncias combustíveis espontaneamente e as que reagem com a água
Classificação das substâncias perigosas segundo a ONU:(2)
• 5. Oxidantes, incluindo peróxidos• 6. Tóxicas, classe A e B, irritantes e que
causam enfermidades• 7. Radiativas• 8. Ácidas, alcalinas e alguns líquidos e
sólidos corrosivos• 9. Outras não consideradas nas classes
anteriores
Paracelso, 1493 - 1541
• Toda substância é tóxica,
não tem nenhuma que não seja tóxica,
é a dose que faz a diferença entre
uma substância tóxica e um medicamento
Toxicidade
• Capacidade inerente a uma substância química de produzir efeito adverso ou nocivo sobre um organismo vivo
DL50 - Dose letal 50
• Geralmente é o primeiro experimento com una nova substância química
• DL50 é a dose de uma substância química necessária para causar a morte em 50% dos animais em experimentação
Variação dose - resposta para a mesma substância em duas espécies diferentes.
(Kamarin, M. A. Toxicology. Lewis Publishers, 1989)
DL50 para algumas substâncias químicas
Substância DL50, rato macho, via oral; química mg/kg de peso corporal
• Etanol 7 000• Cloreto de sódio 3 000• Sulfato de cobre 1 500• DDT 100• Nicotina 60• Tetradotoxina 0,02• Dioxina (TCDD) 0,02
Dose letal provável para humanos
Toxicidade Dose, mg/kg de peso
1. Praticamente no tóxica > 15 000
2. Ligeramente tóxica 5 000 - 15 000
3. Moderadamente tóxica 500 - 5 000
4. Muito tóxica 50 - 500
5. Extremamente tóxica 5 - 50
6 Super tóxica < 5
Rodrick, J.V. Calculated risks. 1994
Algumas substâncias classificadas como super tóxicas
Substânciaquímica
Origem Efeito tóxico
Estricnina Noz vómica Sistema nervoso
Fluoracetato desódio
Sintético Coração esistema nervoso
Nicotina Planta, tabaco Efeito tóxico
Fosgênio Sintético Sistemarespiratório
Rodrick, J.V.Calculated risks. 1994
Dose
Agentequímico Exposição
Ingresso noorganismo
Toxocinética:Absorção
DistribuiçãoBiotransformação
Eliminação
Toxodinámica:Inter açãn do
agente qíimico-receptor,no órgão branco
Efeito
(ENVIRON. Elements of chemical exposure assessment, 1991)
Exposição
• É uma medida do contato entre o agente químico e o organismo;
é função da concentração e do tempo
Sentinel 3 (1), 1986
• Pode ocorrer exposição do homem durante a manufatura, formulação, derrame durante o transporte e armazenamento devido à ingestão de alimentos ou água contaminada.
• A fim de evitar o risco para a saúde, dessas possíveis exposições, e o impacto ambiental se requer tomar decisões baseadas no conhecimento toxicológico.
Risco
• É a probabilidade do aparecimento de um efeito nocivo devido à exposição à uma substância química
Fogo e substâncias químicas
• Nos incêndios se liberam, no ar, substâncias químicas
• Emissões de depósitos e fabricas,– as pessoas que moram na vizinhança estão expostas
as emissões– fumaça acarreta substâncias químicas da
combustão ou da pirólise– inalação da fumaça causa mais mortes que o
contato com a chama
Análise da fumaça da combustão de vários materiais, ppm em vol.
Produto /substância
Lã Kerosene Algodão
Acroleina 50 1 60
Formaldeido 80 10 70
Acetaldeido 200 60 120
Butiraldeido 100 1 120
Produtos voláteis produzidos pela queima de praguicidas, grão analítico, 900ºC. (Lee,RE. Air Pollution from pesticides and agricultural processes. CRC Press 1976)
PraguicidaAtrazina CO CO2 Cl2 HCl NH3
Carbarilo CO CO2 NH3 O2
DDT CO CO2 Cl2 HClMalation CO CO2 SO2 H2S O2
Paraquat CO CO2 NH3
Composição do produto de pirólise ou combustão originado de tapetes, ppm
Material CO CO2 O2 HCN NO2 HCl
Acrílico 1100 33300 150000 100 1 0
Lã 19000 180000 50000 10250 0 0
Acrilan 1300 15000 - 65 0,3 0
BaldosasPVC
1500 ? ? 0 0 100
Roblevermelho
13600 93000 100000 35 10 0
Exposição de curta duração
• Uma ou várias exposições,
• num período de 24 horas ou menor;
• o agente químico é rápidamente absorvido e
• produz efeito agudo, intoxicação.
Exposição a longo prazo
• Exposição a quantidades pequenas,
• durante períodos longos,
• os efeitos podem aparecer de imediato, depois de cada exposição ou produzir efeitos crônicos
Exposição ambiental -Exposição ocupacional
Exposiçãoambiental
Exposiçãoocupacional
População Crianças, adultos.idosos, enfermos,hipersuceitiveis
Adultos sadios
Tempo 24 horas 8 h/ 5 dias, semana
Agente químico Mistura,baixas concentraçõesAgentesdesconhecidos,Concentrações baixas
Agente químico únicoMisturas conhecidasConcentrações altas
Homem. Ingresso
de agentes químicos
ArÁgua
Alimentos
Medicamentos
(via oral,ip,iv)
Exposição
ocupacional
(oral,dérmica, respiratória)
Exposição
ocasional
(acidentes, uso de cosméticos)
Absorção
• A absorção implica que a substância química atravessa membranas biológicas
• Vias– respiratória– digestiva– dérmica
Ingestão Inalação ENDOVENOSA INTRAPERITONEAL
TRATOGASTRINTESTINAL
PULMÃO
HIGADO
BILIS
FESES
SUBCUTÁNEA
INTRAMUSCULAR
DÊRMICA
LíQUIDOEXTRACELULAR
GorduraA
RINS PULMÃO
BEXIGAURINARIA
URINA
ALVÉOLO
ARESPIRADO
ÓRGÃOSSECRETORES
SECREÇÕES
ÓRGÁÕS
TECIDO OSSOS
Vias de absorção, distribuição e eliminação de agentes tóxicos no organismo humano (ROZMAN y KLAASSEN, 1996)
Sangue e Linfa
Venaporta
Absorção
• Passagem através da membrana– transporte passivo
• gradiente de concentração
– transporte ativo• consumo de energia para a passagem
• As membranas biológicas contem lipídios e são permeáveis para as moléculas lipossolúveis
EXTERIOR
Liquido intersticialExtracelular
Liquido extracelularMembrana
Pele
Respiratória
Mucosa
Liquido íntersticialExtraceluar
Membrana - Capilar
Liquido plasmáticoExtracelular
Membrana - Capilar
Membrana - Célula Intracelular
Liquido intracelular
Representación esquemática del pasaje desde el exterior, a través de lasmembranas, de agentes químicos al líquido intracelular de una célula (LOOMIS)
Distribuição
• As substâncias químicas transportadas pelo sangue se distribuem nos órgãos e sistemas
• Depende das características da substância química e das propriedades físicas– barreiras: placenta e cérebro
Acumulação
• Ossos: chumbo, estrôncio, fluoreto
• Gordura: DDT, PCBs– emagrecimento
Biotransformação
• Nas células do fígado, pele, pulmões, intestino e rins– tolueno ácido benzoico (-)
– bromobenzeno bromobenzeno epóxido (+)
– metanol formaldeido (+)
Eliminação
• Urina
• Ar expirado
• Bílis
• Fezes
• Leite
Classificação das substâncias químicas segundo o efeito nocivo
• Irritante
• Asfixiante
• Anestésica
• Substâncias que prejudicam o pulmão
• Tóxicos sistêmicos
Fatores que determinam o efeito tóxico
• Propriedades físico-químicas das substâncias
• Condições de exposições– via– doses– freqüência
Fatores que determinam o efeito tóxico (2)
• Fatores biológicos– absorção, distribuição, biotransformação– idade, sexo, peso, diferença genética, estado de
saúde– condições metabólicas (repouso, trabalho)– exposição a outras substâncias químicas
• Ambiente– temperatura, umidade, hora do dia, estresse
Relação entre quantidade (dose)de várias substâncias químicas eefeitos sobre o organismo
Positivo
Efeito
Negativo
Calcio
Aumento da
concentração
Cobre
Mercurio
Intoxicação
• Diagnóstico– clínico– análises toxicológicas
Intoxicação crônica
• Se caracteriza por exposições repetidas durante períodos longos de tempo
Os efeitos se manifestam porque:– o agente tóxico se acumula no organismo, seja
dito que a quantidade absorvida é maior que a eliminada, ou
– os efeitos produzidos pelas exposições repetidas se somam sem acumulação do agente tóxico
Intoxicação subaguda
• Se carateriza por exposições freqüentes ou repetidas, durante um período de vários dias ou semanas, ao fim do qual aparecem os efeitos
Intoxicação aguda
• Se caracteriza por exposições de curta duração, absorção rápida do agente químico, uma dose única ou várias doses, em um período não maior que 24 horas.
Os efeitos aparecem, em geral, rapidamente e a morte ou a cura são o resultado imediato.
Efeitos nocivos
• Sistema respiratório– dano nas células do trato respiratório– enfisema– irritação– constrição dos brônquios– dispnéia– alergia
Efeitos nocivos
• Trato gastrintestinal – alteração das membranas celulares
(NaOH)
• Pele– vermelhidão– inchaso– coceira– alergia
Efeitos nocivos
• Fígado– acumulação excessiva de lipídeos– necrose– colestasis
• Rim– efeitos sobre o tubo renal (Hg, Cd, Cr)– morte das células– alteração da função renal
Efeitos nocivos
• Sistema nervoso– falta de oxigênio no cérebro (CO)– perda de mielina (hexaclorobenceno)– efeitos nos neuronas periféricas (Hg)
• Sistema reprodutivo– redução na produção de esperma (DBCP)– redução da fertilidade– toxicidade reprodutiva
Efeitos nocivos
• Teratogênico– efeitos na descendência que não se
herdam (talidomida)
• Carcinogênico– tumor maligno, câncer
Bhopal. Isocianato de metilo: Toxicidade
• Inalação– broncoespasmos graves– respiração tipo asmático– edema pulmonar
• Pele– em contato com a pele de animais produz
alergia – sensibilização com outros isocianatos
Bhopal. Isocianato de metila: Toxicidade
• Irritante– olhos, nariz y garganta
• ulceração da córnea
Objetivos do toxicólogo
• Identificar o risco
• Estabelecer medidas de segurança
L. Goldberg afirmou:
• Algo em que se deve trabalhar com dedicação para eliminar os fatos que alimentam a quimiofobia é ter a segurança de que as substâncias químicas são
• produzidas em condições seguras,• manipuladas em condiciones seguras,• transportadas em condições seguras e
• descartadas em condiciones seguras. (Chemviews.Chemecology, julio 1980)