1. BS 03 Toxicologia e Ecotoxicologia
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01 - Definições
Toxicologia: É uma ciência que trata do estudo dos
efeitos adversos (toxicidade) das substâncias químicas
em organismos vivos sob de condições específicas de
exposição. Tenta identificar qualitativamente todos os
perigos associado com uma substância, bem como
determinar quantitativamente as condições de
exposição dessas substâncias. Toxicologia é a ciência
que experimentalmente investiga a ocorrência,
natureza, incidência, mecanismo, e fatores de risco dos
efeitos adversos de substâncias tóxicas.
Tóxico: São substâncias químicas que possuem a
capacidade de romper o equilíbrio de um organismo
vivo, ou seja, substâncias que provocam a alteração da
homeostase (homo = igual; estase = estado) do
organismo.
Toxinas: Substâncias químicas que apresentam
propriedades tóxicas produzidas por organismos vivos
(reino animal ou vegetal, incluído as bactérias).
Toxicidade Aguda: É a manifestação de efeitos
adversos dentro de um intervalo de tempo
relativamente curto que percorre quase imediatamente
a exposição ou dentro de poucos dias em exposições
seguidas. Um exemplo é a asfixia proveniente da
exposição a altas concentrações de monóxido de
carbono.
Toxicidade Crônica: É o efeito adverso permanente
ou duradouro, que se manifesta após a exposição um
tóxico. Um exemplo seria o desenvolvimento de silicose
que segue uma exposição em longo prazo à sílica em
lugares de trabalho.
02 - Avaliação Toxicológica
2.1 - Dose Letal - DL50
A toxicidade aguda de um composto químico,
seja no estado sólido ou liquido, é expressa pela
quantidade mínima necessária, em mg/Kg do peso
corpóreo, capas de provocar a morte de 50% do total
dos indivíduos expostos, tanto por via oral como por via
dérmica (pele). Para o ensaio é utilizado, o animal
eleito é o rato albino (macho e fêmea), num lote que
não seja menor que 10 para cada dose experimental. A
avaliação da DL50 oral, e avaliada em dosagem única
administrada por processo de gavagem e observada o
índice de mortalidade em até 14 dias. Para a DL50
dérmica, o agente químico e aplicado no dorso do
animal, durante 24 horas e a mortalidade avaliada em
até 14 dias.
2.2 - Concentração Letal - CL50
A toxicidade aguda de substâncias no estado
gasoso ou de vapor e expressa pela quantidade
mínima, em mg/L de ar, para causar a morte de 50%
do total de indivíduos expostos. Para o ensaio é
utilizado a mesma cobaia e a mesma para o teste de
Dl50. No caso da toxicidade aguda via respiratória há o
ensaio de exposição aguda, onde o lote de animais fica
exposto durante 4 horas. Nos estudos de exposição
repetitiva, o lote é submetido à substância durante 28
dias com exposição diária de 6 horas.
2.3 - Avaliação de Toxicidade Crônica
Os procedimentos para avaliação dos efeitos
acumulativos (crônicos) em um agente tóxico,
compreende:
1. Curto prazo: Informações toxicológicas
obtidas através de exposições diárias por um
período de 28 dias. Nesse estudo a maior
dose não deve apresentar mais de 10% de
mortalidade. E feito o monitoramento diário
das condições fisiológicas das cobaias (peso,

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o consumo de água e comida, volume de
urina, atividade neurológica e etc.). Ao final, o
lote e necropsiado, órgãos e tecidos são
submetidos a exames histopatológicos.
2. Médio prazo: O teste segue as condições
para o teste de curto prazo, modificando
apenas o tempo de exposição ao agente
tóxico que não deve ultrapassar 10% do
tempo médio de vida no animal utilizado.
3. Longo prazo: O período de teste é de 12
meses. Para a avaliação da toxicidade crônica
via oral, o agente tóxico é incorporado à dieta
do animal. A exposição via respiratória pode
ser contínua ou intermitente, dependendo do
objetivo do estudo.
3 - Efeitos
3.1 - Neurotoxicidade: Capacidade de compostos
químicos em provocar efeitos adversos no sistema
nervoso central, sistema motor e órgãos sensoriais. Ex:
Metanol; Organofosforados.
3.2 - Hemotoxicidade: Capacidade de provocar efeitos
adversos no sangue, reduzindo a capacidade de
transportes de gases ou interferir na produção de
hemácias. Ex: Monóxido de cabono; Cianetos (Nitrilas).
3.3 - Hepatotoxicidade: Ação de tóxicos diretamente
sobre os hepatócitos, reduzindo metabolismo hepático,
resultando em quadros de hepatite química e cirrose.
Metanol, Nitrocompostos.
3.4 - Nefrotoxicidade: Ação direta sobre os nefros,
reduzindo a capacidade de filtração renal, geralmente
de forma irreversível. Ex: Metais Pesados (Mercúrio,
Cádmio, Chumbo); Clorofórmio; Tetracloreto de
carbono.
3.5 - Pneumotoxicidade: Ação sobre os pulmões,
comprometendo a capacidade respiratória. Ex: Arsênio;
Cromatos; Silica, Dióxido de Nitrogênio.
3.6 - Imunotoxicidade: Ação sobre o sistema
imunológico, reduzindo a quantidade de células de
defesa (imunodrepressão) ou produzindo reações auto-
imunes (alergias, reumatismo e lupús): Mercúrio;
Carbamatos; Formaldeído, Crômio.
3.7 – Mutagenicidade, Carcinogenicidade e
Teratoginicidade: Ação específica sobre o DNA,
provocando alterações no mesmo.
4 – Ecotoxicologia
É o estudo dos efeitos de agentes químicos
tóxicos em organismos vivos, especialmente nos níveis
de comunidades, populações e ecossistemas. É um
campo de estudo interdisciplinar, integrando a ecologia
e toxicologia, concentrando suas pesquisas na
habilidade de predição dos efeitos de poluentes,
dimensionado o impacto, e possibilitando o
desenvolvimento de ações de prevenção e/ou
remedição em sistemas ecológicos.
4.1 – Bioacumulação
A bioacumulação refere ao acumulo de uma
substância, como pesticidas e outras substâncias
orgânicas em organismos vivos e ocorre quando um
organismo absorve um agente tóxico em uma taxa
maior que é eliminada. Assim quanto maior for a meia-
vida de um tóxico, maior a possibilidade de
desenvolvimento de um quadro crônico, mesmo
exposto a dosagens sub-tóxicas.
A bioconcentração e específico utilizado para
referir a acumulação proveniente da água contaminada,
enquanto que a bioacumulação referencia a todas a
formas de acumulação (água, alimento, ar, etc.).
4.2 – Biomassificação
Também conhecido como bioamplificação ou
massificação biológica, é o aumento da concentração
de uma substância presente na cadeia alimentar. O
processo de biomassificação pode ser exemplificado da
seguinte maneira: A anchova alimenta-se de zoo-
plânctons contaminados com pequenas quantidades de

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mercúrio. O atum alimenta-se de grande quantidade de
anchovas durante o seu período de vida, acumulando
mercúrio. Se o mercúrio retarda o crescimento da
anchova, e exigido do atum uma maior demanda de
anchovas para a sua sobrevivência, o que
conseqüentemente maiores serão os níveis de
mercúrio do atum.
5 - Avaliação Ecotoxicológica (Ambientes
aquáticos)
A toxicidade em água e restrita a três
categorias de cobaias, algas, microcrustáceos e peixes.
A concentração do agente tóxico deve ser elevado ao
máximo de sua solubilidade desde que não ultrapasse
o limite de 100mg/L.
5.1 - Teste do crescimento de alga.
O teste inicia com culturas de Scenedesmus
subspicatus ou Pseudokirchneriella subcapitata para
água doce ou culturas Skeletonema costatum para
água salgada. Apresentado uma densidade inicial de
aproximadamente 1,4x10
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células/mL, a cultura sobre
teste é colocada em ambiente controlado e monitorado.
A cultura e incubada a 24ºC, sob agitação e iluminação
constante, não sendo permitido uma variação maior
que 1.5 unidades de pH, por um período e de 72 e 96
horas. No final e determinado a concentração efeitva
com capacidade de reduzir a população em 50%, ou
resumidamente CE50.
5.2 - Toxicidade aguda em microcrustáceos.
Para o teste de invertebrados é utilizado a
Daphnia magna. Tipicamente cada teste é conduzido
em um volume de 250 ml, contendo no mínimo 10
espécimes. O teste e conduzido à temperatura de
21ºC±1, por um período de 48 horas, com 16 horas de
iluminação e 8 de escuridão com 20 minutos para a
transição, com areação constante (> 3 mg O2/L). Para a
determinação do CE50 são necessários no mínimo 9
teste em cada concentração. A morte do espécime e
determinado pela falta de mobilidade.
5.3 – Toxicidade aguda em peixes
O teste é conduzido durante 96 horas com 16
horas de iluminação e 8 de escuridão com 20 minutos
para a transição, geralmente em recipientes de 20 litros
(aquários) contendo de 7 a 10 espécimes. Recomenda-
se o teste em duplicada para cada concentração. A
tabela 1 indica a temperatura do teste em relação a
algumas espécies utilizadas.
Tabela 1: Algumas espécies de peixes utilizadas em
testes de toxicidade.
Espécie Temperatura
(ºC)
Brachydanio rerio (Peixe
Zebra)
21-25
Cyprinus carpio (Carpa
Comum)
20-24
Oryzias latipes (Peixe
Japonês)
21-25
Poecilia reticulata
(Guppy/Lebiste)
21-25
6 - Fatores Químicos da Toxicidade
6.1 - Solubilidade
Para que um agente tóxico desencadeie seus
efeitos e necessário que o mesmo ultrapasse a
membrana da célula. Como a membrana é formada por
uma camada bilipidica, quanto mais lipossolúvel for o
tóxico maior sua capacidade de ultrapassar a
membrana da célula, maior sua toxicidade.
O grau de lipossolubilidade de um composto é
expresso através do coeficiente de partição
Octanol/Agua ou Ko/w, ou seja, compreende uma razão
de solubilidade em octanol e água de um determinado
tóxico e calculado pela seguinte fórmula:
naÁguaConc
noConc
K WO
.
Octanol.
/ =
Quanto maior o KO//W em compostos da
mesma classe química, maior sua toxicidade. A tabela

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abaixo mostra o grau de toxicidade em relação ao
KO//W.
Tabela 2: KO//W X DL50 do Butanol
Substância KO//W. DL50
n-Butanol 7,58 790 mg/kg
iso-Butanol 5,49 3750 mg/Kg
sec-Butanol 4,07 6480 mg/Kg
6.2 – Grau de Ionização
A maioria dos tóxicos são compostos
orgânicos que apresentam caráter ácido ou básico e
em virtude da presença de certos grupos funcionais,
são capazes de se ionizarem em meio aquoso. E se
comportam da seguinte maneira:
a) Para um composto ácido:
R COOH R COO
-
+ H+
Forma Molecular Forma Iônica
b) Para um composto básico:
Forma Iônica Forma Molecular
R NH2 + H+
R NH3
+
A prevalência da forma depende do pH do
meio. Em meio ácido os compostos ácidos prevalecem
na forma molecular e os compostos básicos
prevalecem na forma iônica; Em meio alcalino o
fenômeno é inverso, forma iônica para compostos
ácidos e a forma molecular para os básicos.
Para substâncias ácidas ou básicas
acessarem o interior da célula é necessário que se
apresentem na forma molecular. Então quanto mais um
tóxico se apresente em forma molecular maior sua
toxicidade, entretanto tal característica é dependente
do pH do meio. Em pH menor do que 8 o limite de
tolerância para a amônia e de 1 mg/L, em pH acima
desse limiar a tolerância cai para 0,2 mg/L.
NH4
+
NH3 + H
+
pH <= 8
Forma Iônica
Limite 1mg/L
pH > 8
Forma Molecular
Limite 0,2 mg/L