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ASPECTOS AMBIENTAIS E TOXICOLÓGICOS DOS METAIS PESADOS

ARSÊNIO
Elemento de ocorrência natural na crosta terrestre;
Quando puro apresenta-se acinzentado;
Encontra-se, geralmente, combinado com: oxigênio, cloro, enxofre etc;
Apresenta-se na forma de compostos orgânicos e inorgânicos, oriundos de fontes naturais e/ou antropogênicas.
Propriedades Físicas e Químicas
O Arsênio pertence ao Grupo VA da Tabela Periódica.
É um elemento metalóide, Cor cinza-prateada e estado sólido cristalino ( As)
/ PA-74,92g/d = 5,72g/cm3 / PF = 817ºC a 28 atm / PE = 613ºC(sublima).
Compostos Químicos
Arsenato de Cálcio [ Ca3(AsO4)2] e o Arsenito de Cálcio [ Ca(AsO2)2] são hidrossolúveis, sendo que o arsenato de sódio (Na3AsO4) e o arsenito de sódio (NaAsO2), possuem solubilidade em água mais elevada. O trióxido de arsênico e o ácido arsênico (H3AsO4), são também solúveis na água, sendo que o trissulfeto de arsênico (As2S3) é praticamente insolúvel na água. Quando aquecidos sofrem decomposição, emitindo fumos arsenicais tóxicos.
A arsina (AsH3), é um gás incolor com odor de alho solúvel na água e pouco solúvel na água, no álcool e em álcalis.

Exposição humana
A exposição humana ao As poderá ocorrer a partir de fontes naturais e antropogênicas;
Pela sua ampla distribuição no ambiente, o homem expõe-se a baixos teores do metal;
Os alimentos (peixes e crustáceos) constituem-se na principal fonte de exposição ao As e quantidades menores são oriundas da água potável e do ar;
Fontes naturais de exposição:
Regiões com elevadas concentrações de As-inorg. na água;
Solos contendo minas de arsênico; com ingestão do metal sob a forma de partículas por crianças;
Fontes antropogênicas:
Depósitos finais de rejeitos químicos;
Manufatura (fusão) de cobre e outros metais;
Combustíveis fósseis;
Praguicidas;
Raticidas;
Usos em tintas, corantes etc.
Toxicocinética
Absorção:
Pulmonar: tamanho da partícula, solubilidade e forma química;
As+3 é a principal forma presente no material particulado
TGI : superior a 90% tanto como As+3 como As+5
Cutânea: dados da literatura inconclusivos
Distribuição
elevada ligação aos eritrócitos; ( 3 vezes superiores ao plasma);
baixa ligação às proteínas plasmáticas
deposita-se nos cabelos, unhas ( Linhas de Mee’s ) e pele;
as formas inorgânicas atravessam a barreira placentária;
concentrações no cordão umbilical são semelhantes ás do sangue materno.
Biotransformação
Fase I : As +5 Þ As +3
Fase II : As+3 Þ As+2-CH3 (AMA) Þ CH3AsCH3 (ADA)
O ácido dimetilarsínico é o principal produto de biotransformação
A metilação reduz a toxicidade dos compostos
A toxicidade é resultante da limitação da metilação do As.

Excreção
Urina: 10% Arsênico inorgânico;
10-20% Ácido monometilarsínico;
60-80% ácido dimetilarsínico ( ácido cacodílico)
T1/2 após exposição aguda: 10 horas ( As inorgânico), 30 horas ( As orgânico);
Descamação da pele e suor: Arsênico inorgânico.

Mecanismos de ação tóxica
O efeito tóxico do As é devido principalmente a sua forma trivalente;
Possuí grande afinidade por grupos sulfidrilas de enzimas e proteínas;
Admite-se a redução mitocondrial do As+5 Þ As +3 , que exerceria efeitos tóxicos;
Efeito tóxico principal: Inibição da respiração mitocondrial;
Competição com fosfato durante a fosforilação oxidativa;
Inibe a conversão de piruvato a Acetil-COA, pela reação com ácido Lipóico;
Reage com 2-cetoglutárico desidrogenase, impedindo a conversão a Succinil COA, o que desacopla a fosforilação oxidativa e estimula aATPase mitocondrial.
Sinais e sintomas da intoxicação
Efeitos tóxicos agudos
Cardiotoxicidade: arritmias cardíacas com evolução a falência cardiovascular;
Toxicidade ao TGI: irritação, náuseas, vômitos; semelhantes à água de arroz com odor aliáceo
Toxicidade hematopoiética: anemia e granulocitopenia;
Neurotoxicidade: perda da sensibilidade periférica.

Efeitos tóxicos crônicos
Hepatotoxicidade: icterícia, Cirrose hepática ( alterações na estrutura das mitocôndrias);
Doença vascular periférica: acrocianose;
Neurotoxicidade: periférica e central – alterações sensoriais, parestesia, fraqueza,etc… A neuropatia periférica envolve neurônios sensoriais e motores;
Carcinogenicidade: reconhecido com causador de câncer de pele e pulmão em humanos;
Outros: Hemangiosarcoma do fígado, adenocarcinoma renal, carcinoma.

Indicadores biológicos de exposição
Sangue: avalia exposição recente apenas nos casos de intoxicação aguda;
Urina: avalia exposição recente nos casos de intoxicação aguda e crônica;
Cabelo: avalia exposição passada, deve-se distinguir de contaminação pelo meio ambiente;
Unhas: avalia exposição passada, deve-se distinguir de contaminação pelo meio ambiente;
Recomendações para coleta: no último dia da jornada de trabalho
IBMP recomendado pela NR-7/MT/Brasil: As inorgânico na urina: 50m g/g de creatinina
VR recomendado pela NR-7/MT/Brasil: As inorgânico na urina: até 10m g/g de creatinina 

Mercúrio
Único metal pesado em estado líquido nas CNTP;
Presente no meio ambiente sob a forma de compostos orgânicos e inorgânicos;
Responsável por vários casos de intoxicação humana e animal;
Largamente empregado nos garimpos de ouro da Amazônia;
O mercúrio é largamente usado nos diversos ramos de atividade humana;
Fontes naturais: desgaseificação da crosta terrestre e erupções vulcânicas, queima de combustíveis fósseis;
Fontes Antropogênicas: mineração( amalgamação do ouro), indústrias cerâmicas, farmacêuticas, instrumentos de medição, elétricos, baterias, soda caústica, produção de cosméticos, manufatura de produtos texteis, etc.

Exposição AGUDA
tentativas de homicídio ou suicídio;
acidentes com aparelhos de precisão.

Exposição CRÔNICA
Ocupacional: garimpagem, fábrica de lâmpadas, odontologia etc.
Ambiental: desgaseificação da crosta terrestre, ar e água contendo elevados teores do metal.
Alimentos: peixes contendo teores elevados do metal.
Medicamentos: medicamentos tópicos e amálgama dentário.

Toxicocinética
Absorção
T.G.I. Hg+2 – 7-15%
Hg0 – <0,01%
CH3Hg+ – 90-95%
PULMÃO: Hg+2 – 7-10%
Hg0 – >95%
CUTÂNEA: Hg0 – 15%
CH3Hg+ 50%

Distribuição
Amplamente distribuídos pelo organismo humano;
Secretado pelo leite materno ( 5% dos teores maternos);
Rins possuem elevados teores ( exposição a Hg0 e Hg+2);
S.N.C. possui elevados teores de organomercuriais ( córtex);

Passagem pela placenta:
Uptake de organomercuriais é 10 a 40 vezes superior aos mercuriais inorgânicos.

Biotransformação
Oxidação do Hg0 a Hg+2 pelas catalases;
Clivagem da ligação mercúrio – carbono dos organomercuriais. 

Excreção
Hg0 Pequena fração inalterada no ar exalado
Urina: Hg+2 Urina ( principal)
Fezes: CH3Hg+ Fezes (90%)
Urina: quando ionizado
t ½ : metilmercúrio : média de 70 dias
mercúrio inorgânico: 35- 90 dias 

Mecanismos de ação tóxica
. grande afinidade por grupos sulfidrilas constituintes de enzimas e proteínas essenciais ao organismo;
. ligação a enzimas microssomais e mitocondriais acarretando injúria celular não específica e morte celular;
. patologia de cunho imunológico ( glomerulopatia)
Sinais e sintomas de intoxicação
Depressão, fadiga, tremores, parestesias, descontrole motor, perda da memória;
Estomatite, dentes soltos;
Alucinações, febre;
Teratogenia;
Redução do campo visual.
Avaliação da exposição humana
Mercúrio inorgânico
Urina:
Informação de exposição em andamento
Válida em exposição contínua, por no mínimo 12 meses;
Valor de referência: 3,5 m g/g de creatinina;
IBMP/NR-7/MT: 35m g/g de creatinina
Sangue:
influenciada pelo consumo de alimentos;
IBMP/ACGIH/USA: 15m g/L
Organomercuriais;
Sangue:
atualmente empregado;
LTB/ACGIH/USA: 10m g/dL
Cabelo:
empregado na avaliação de exposição ambiental;
distinguir de exposição ocupacional;
valores de referência 1,0m g/g

Cádmio
Elemento naturalmente presente na crosta terrestre;
Coloração branco prateada;
No meio ambiente encontra-se associado ao oxigênio, cloro ou enxofre.
Propriedades Físicas e Químicas
Pertence ao grupo IIB da Tabela Periódica /. Possui elevada pressão de vapor;
PF = 320,90C / PE = 7650C/ Oxida-se rapidamente no ar em forma de vapor produzindo CdO / Dissolve-se em soluções ácidas e no NH4NO3;
Sulfetos, carbonatos e óxidos são quase insolúveis na água, ao passo que os nitratos, halogenatos e sulfatos são hidrossolúveis.

Exposição humana ao cádmio
ALIMENTOS: frutas, bebidas, vegetais e batata;
FUMAÇA DO CIGARRO: 2 a 40 ppb ( 1-3m g/dia);
INDÚSTRIAS:
Produção de ligas metálicas;
Praguicidas;
Equipamentos elétricos( transistores, baterias etc.);
Produção e uso de tintas;
Produção de plásticos;
Trabalhos de Impressão. 

Exposição AGUDA
tentativas de homicídio e suicídio;
ingestão acidental de alimentos e bebidas com altos teores do metal; 

Exposição CRÔNICA
Ocupacional: galvanoplastia, soldagens, baterias, etc.
Ambiental: Cigarros e ar de regiões contaminadas pelo metal;
Alimentar: carnes, frutas e peixes ( 1- 50 m g/Kg) elevadas concentrações em mariscos.
Toxicocinética
Absorção via respiratória:
aerossóis, poeiras e fumos;
absorção estimada em 0,1 a 50%;
influenciada pelo tamanho e propriedades químicas.
Absorção via cutânea:
Insignificante, necessita de maiores estudos;
TGI, 3 a 7% são absorvidos;
mãos contaminadas e depuração de partículas da via respiratória.
Distribuição
eritrócitos ligado a metalotioneínas;
ligação a outras proteínas de elevado peso molecular;
40-80% deposita-se no fígado e rins (1/3);
20% deposita-se nos músculos;
t ½ 10 a 30 anos;
Pouca passagem pela placenta que possuí
Excreção
Urina: principal via de excreção;
Fezes: fração não absorvida
Mecanismos de ação tóxica
Danos renais;
Danos ósseos;
Danos ao sistema cardiovascular.
Sinais e sintomas de intoxicação
Intoxicação aguda: transtornos gastrintestinais, traqueobronquite, pneumonia e edema pulmonar ( óbito por doença pulmonar > 20%)
Intoxicação Crônica:transtornos gastrintestinais, anemia, eosinofilia, descoloração dos dentes, enfisema pulmonar, hipertensão arterial, danos ao miocárdio, doença renal.
Diagnóstico da intoxicação
Urina: útil após 06 meses de exposição crônica, quando indica a exposição recente;
Sangue: indica apenas exposição recente;
B2 microglobulina: evidencia lesões precoces nas células renais;
Metalotioneínas e proteína ligada ao retinol: faltam estudos complementares;
VR- NR-7/MT/Brasil: 2m g/g de creatinina;
IBMP- NR-7/MT/Brasil: 5m g/g de creatinina;
VR-ACGIH/USA: 0,6 m g/L de sangue;
IBMP- ACGIH/USA: 5 m g/L de sangue.
Chumbo
Metal largamente empregado pelo homem desde tempos antigos;
As concentrações de chumbo no organismo humano decaíram após a retirada deste da gasolina;
A exposição humana ocorre por fontes naturais e antropogênicas.
Propriedades Físicas e Químicas
É um metal dúctil, maleável, de cor prateada ou cinza-azulada, resistente à corrosão / Pertence ao grupo IV-B da Tabela Periódica;
PA = 207,2g/ d = 11,35g/cm3 a 200C / PF = 327,50C / PE = 17400C;
Em alguns países, o Pb (C2H5) e o Pb (CH3)4 ainda são usados como aditivos de combustíveis, sendo que estes compostos apresentam lipossolubilidade.
Exposição humana ao chumbo
FONTES NATURAIS:
FONTES ANTROPOGÊNICAS:
Mineração, fundição e refino de Pb e outros metais;
Indústrias petrolíferas;
Indústrias de cerâmicas: utensílios domésticos;
Mecânica de veículos;
Produção de vidro e produtos de borracha;
Produção de tintas ( brinquedos) e produtos cosméticos;
Encanamentos de água;
Construção civil.
Exposição AGUDA
tentativas de homicídio e suicídio;
ingestão acidental de alimentos e bebidas com altos teores.
Exposição CRÔNICA:
Ocupacional: galvanoplastia, soldagens, baterias, petrolífera, cerâmica, cabos, tubulações e munições etc.
Ambiental: tintas, água e ar de regiões contaminadas pelo metal;
Alimentar: alimentos e água com elevados teores do metal.
Toxicocinética
TGI: adultos estimada entre 5 a 15%;
crianças é estimada entre 30 a 40%;
absorção é favorecida pela redução da ingestão de Ca e Fe;
Pulmão: particulado, poeiras e pós;
influenciada pelas concentrações no ar e propriedades físico- químicas do material;|
partículas com diâmetro inferior a 5m m são absorvidas em frações superiores a 90%.
Cutânea: elevada absorção de compostos orgânicos de chumbo
Distribuição
Ossos: t ½ de até 20 anos;
elevadas concentrações ( superiores a 50%);
remoção lenta;
aumenta a concentração com o passar da idade;
durante a vida: concentração é de 200 a 500mg;
mobilizado: gravidez, osteoporose, etc.
Tecidos moles: reduzida t ½ de 35 dias;
cérebro: hipocampo, cerebelo e medula.
Excreção
filtração glomerular;
há reabsorção tubular;
em elevadas concentrações há transporte transtubular.
Mecanismos de ação tóxica
Neurotoxicidade;
Nefrotoxicidade;
Toxicidade para o sangue.
Intoxicação CRÔNICA
Alteração encéfalo – polineurítica: encefalopatia- alterações subclínicas sensoriais e das funções psicomotoras ( disfunção visual, mudança de personalidade, etc)
Alteração astênica: fadiga, dor de cabeça, insônia, dores musculares, parestesia e paralisia dos músculos tensores
Alteração hematológica: anemia hipocrômica moderada com microcitose, reticulocitose e aumento dos pontos basófilos nos eritrócitos
Alteração renal: nefropatia não específica, proteinúria, aminoacidúria, uricacidúria, etc.
Alterações cardiovasculares: miocardite crônica, aterosclerose precoce com alterações cerebrovasculares e hipertensão.
Alterações hepáticas: hepatite tóxica
Alterações gastrintestinais: cólicas satúrnicas (espasmos musculares devido a irritação vagal) anorexia, constipação ou diarréia.
Diagnóstico da intoxicação
Chumbo no sangue: Correlaciona-se com as concentrações no ar;
Avalia exposição recente;
Valor de referência 40m g/100mL;
IBMP: 60m g/100mL
Chumbo na urina: Avalia exposição recente;
Pouco exato;
Interferentes: fatores ambientais, dieta, ingestão de líquidos e função renal;
IBMP: 100m g/g de creatinina.
Zinco protoporfirina: Boa correlação com o chumbo no sangue;
Tempo elevado entre exposição e aumento nos teores;
Após exposição permanece por longo tempo elevada;
Interferentes: anemia hemolítica,deficiência nutricional de Fe, protoporfirina eritropoiética;
Valor de referência: 40m g/100mL;
IBMP: 100m g/100mL.

 

ALA Urinário: Indicador biológico de efeito crítico;
Interferentes: porfiria intermitente, tirosinemia hereditária.
Valor de referência: 4,5mg/g de creatinina;
IBMP: 10,0mg/g de creatinina
Manganês
É um metal de cor cinza, sendo mais duro e quebradiço que o Fe / Pertence ao Grupo VII-B da Tabela Periódica / PA = 54,938g/ d = 7,21 a 7,40 g/cm3 (dependendo de forma alotrópica) / PF = 1.2600C / PE = 19620C / Apresenta boa solubilidade em ácidos inorgânicos diluídos.
Os óxidos, carbonatos e silicatos são os mais abundantes na natureza; apresentando insolubilidade na água. O MnCl2 é pouco hidrossolúvel .
O composto denominado ciclopentadienila tricarbonila de manganês [MCT, C2H5 - Mn(Co)3] é pouco solúvel na água e muito solúvel na gasolina, óleo e álcool etílico.
O minério de Mn de maior ocorrência na natureza é a pirolusita, com 40% a 80% de MnO2, e, sua extração é uma importante fonte de exposição.
: ligas Fe/Mn e Fe/ Si/ Mn, fósforo de segurança, pilhas secas, ligas não ferrosas (Cu e Ni), esmalte porcelanizado, fertilizante, fungicidas, rações para animais, eletrodos para solda, catalisadores, vidros, tintas, cerâmica, materiais elétricos e produtos farmacêuticos.
As exposições ocupacionais mais significativas ocorrem pelos fumos e poeiras do Mn.
Nas exposições ocupacionais, a principal via de introdução e absorção de manganês é o trato respiratório.
No sangue, o manganês encontra-se principalmente nos eritrócitos, e sua concentração é cerca de 20 a 25 vezes superior à plasmática. Encontra-se em níveis mais elevados, no fígado, conjugado aos sais biliares.
Também são encontrados níveis relativamente elevados nos pulmões, rins, glândulas endócrinas (tireóide, pituitária, supra-renais), intestino delgado e testículos.
O manganês atravessa a barreira hematoencefálica.
Os ossos e o cérebro são sítios de eliminação mais lenta.
A principal via de eliminação é a biliar, e, ela parece ser o principal mecanismo regulador dos níveis de manganês nos tecidos.
Meia vida biológica de 37 dias.
Mecanismo de ação tóxica
Comprometimento do sistema extrapiramidal;|
Semelhança com o parkinsonismo.
Sinais e sintomas de intoxicação
Anorexia, cefaléia, insônia e fraqueza geral;
Manifestações extrapiramidais: distúrbios da fala e redução da habilidade nos movimentos finos;
Alterações neurológicas e psicomotoras: hipertonia muscular, astenia, parestesias, dores musculares, alteração da fala e da libido.
Diagnóstico laboratorial
Determinação da manganúria:
Valores de referência: 1 a 10ug/mL
(Conteúdo das apostilas do Curso Aspectos Ambientais e Toxicologicos dos Metais Pesados, ministrado por Geraldo de Assis Guimarães e José Luiz Vieira (autor das apostilas) realizado na SEPAT-PA do CREA-PA nos dias 15 e 16 de dezembro de 2000).