toxicologia 1. Introdução

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1 Monitorização Biológica do Chumbo Chumbo sangüíneo - Chumbo urinário Zinco protoporfirina Ácido delta-aminolevulínico urinário Atividade da ácido delta-aminolevulínico desidratase Coproporfirina urinária 1. Introdução Chumbo é um metal pesado facilmente encontrado no ambiente e que pode levar à intoxicação aguda ou crônica pela sua ingestão, inalação ou mesmo contato. Níveis elevados de chumbo leva a danos nos sistemas cardiovascular, nervoso, reprodutivo, hematológico e renal (1,2,3). 2. Fontes de exposição Exposição ocorre nas indústrias de petróleo, baterias, tintas, cerâmicas, tubulações, cabos, explosivos e quando da utilização de soldas e estruturas que contêm o chumbo como liga (4,5,6). A concentração de chumbo foi limitada em tintas, mas ainda persiste em concentrações elevadas naquelas de uso artístico. O chumbo é ubíquo, estando presente em alimentos, poeiras e água. Uma dieta americana típica contém 300 mcg de chumbo ao dia, dos quais 1 a 10% são absorvidos, sendo que crianças podem absorver até 50% da quantidade ingerida. Ácidos fracos como os sucos cítricos e o vinagre podem retirar chumbo dos recipientes de cerâmica ou cristal. Projéteis de arma de fogo, retidos no organismo, são fontes de contaminação (1). O chumbo tetraetila, composto orgânico cujo estado físico é líquido, não mais está sendo utilizado como aditivo para gasolina, o que provocou diminuição dos níveis de chumbo no ar e conseqüente queda da contaminação dos vegetais (6). 3. Toxicocinética A penetração do chumbo no organismo pode ocorrer pelas vias respiratória, cutânea ou digestiva. A mais importante via de intoxicação ocupacional é a respiratória. Calcula-se que 35% a 50% do chumbo que alcança a via respiratória inferior seja absorvido. No sangue, o chumbo liga-se aos eritrócitos (90 a 95%). Após a absorção, nas primeiras 24 horas, estabelece-se equilíbrio entre o chumbo plasmático e o eritrocitário. Menos de 5% do chumbo encontra-se livre no plasma ou ligado às proteínas, estando distribuído em três compartimentos: sangue (meia-vida de 30 a 50 dias); tecidos moles (meia-vida de 30 a 60 dias); osso (meia-vida de 3 a 20 anos) (4). Mais de 90% do chumbo corpóreo se encontra nos ossos. Cerca de 76% do chumbo absorvido é excretado na urina (5,7). 4. Mecanismo da toxicidade O mecanismo mais conhecido é a interferência do chumbo na biossíntese do heme, inibindo enzimas como a ácido delta-aminolevulínico desidratase (ALA-D), a coproporfirinogêneo descarboxilase e a ferroquelastase. Assim, os substratos dessas reações se acumulam: o ácido delta-aminolevulínico (ALA), o coproporfirinogêneo III (COPRO) e a protoporfirina (PP-IX). O ALA, em razão do baixo peso molecular, atravessa a membrana dos eritrócitos, se eleva no soro e finalmente é excretado na urina (ALA-U). A - 1 -

2 PP-IX não atravessa as membranas celulares e portanto se acumula nas células. Nos eritrócitos é analisada como protoporfirina eritrocitária livre, compreendendo cerca de 90% de PP-IX. Devido à inibição da ferroquelastase, a PP-IX não utilizada quela o metal zinco formando o complexo zinco protoporfirina (ZPP) (5). O chumbo inibe a depuração do ácido úrico, resultando em seu aumento sérico e quadro clínico de gota. O mecanismo da ação neurotóxica não é totalmente esclarecido. O chumbo atravessa a barreira placentária, sendo teratogênico (4). 5. Quadro clínico No sistema hematopoiético, a intoxicação pelo chumbo leva à anemia. No sistema nervoso central, causa lesões vasculares e dos neurônios, provocando cefaléia, irritabilidade, distúrbios visuais, alucinação, convulsão e encefalopatia; no sistema nervoso periférico, causa desmielinização segmentar e degeneração, gerando lesões motoras e sensitivas. Nos rins, leva à fibrose intersticial, degeneração tubular, alterações de artérias e arteríolas, causando proteinúria, glicosúria e aminoacidúria. No aparelho digestivo, causa dor abdominal (cólica saturnínica), diarréia, constipação e anorexia (5). 6. Monitorização 6.1. Chumbo sangüíneo (Pb-S) Determinação de chumbo no sangue total é o melhor teste para detecção de exposição ao metal. O nível médio de Pb-S em adultos nos EUA é inferior a 3 mcg/dl (2). A OMS define que níveis de Pb-S acima de 30 mcg/dl denotam exposição significativa. A OSHA (Occupational Safety and Health Administration) indica que trabalhadores com Pb-S > 60 mcg/dl devem ser removidos da exposição (3,7). No Brasil, a portaria NR-7 estabelece como referência valores até 40,0 mcg/dl e IBMP (Índice Biológico Máximo Permitido) de 60 mcg/dl (5). Análise do chumbo sérico é de pouca utilidade, pois revela apenas exposição recente (7). Tendo em vista a possibilidade de contaminação durante a coleta, na presença de resultados elevados, um segundo espécime deve ser avaliado antes que se institua qualquer terapia. São considerados críticos aqueles valores de Pb-S superiores a 70 mcg/dl na intoxicação aguda, sendo que na exposição crônica, níveis sangüíneos podem não se correlacionar com a severidade da toxicidade (5). Utilizamos para determinação do chumbo no sangue a Espectrofotometria de Absorção Atômica (EAA) com chama. Baseia-se na complexação do chumbo com pirrolidinaditiocarbonato de amônio e extração do complexo com metilisobutilcetona. Variações interlaboratoriais se encontram amplamente citadas na literatura. Diferenças podem ser derivadas de equipamentos diversos, corretores utilizados e da metodologia empregada (8,9,10). Estudo recente encontrou grande variabilidade de resultados de chumbo em 18 laboratórios, todos eles participando de programa de controle externo (9). Deve ser utilizado tubo desmineralizado com heparina (12). O quadro 1 correlaciona níveis de Pb-S e toxicidade na intoxicação pelo chumbo (1,5). Chumbo sangue Material: sangue total Método: absorção atômica (chama) Valores de referência: ate 40,0 mcg/dl (NR-7, 1994, MT/Br) IBMP: até 60,0 mcg/dl (NR-7, 1994, MT/Br) - 2 -

3 Quadro 1- Níveis de Pb-S e toxicidade pelo chumbo (1,5). Pb-S Efeitos (mcg/dl) Hematológico Neurológico Renal Gastrintestinal Reprodutivo Cardiovascular Encefalopatia Sintomas evidentes 80 Anemia 60 Ação no ovário 50 síntese de Confusão mental hemoglobina 40 COPRO-U ALA-U 30 Neuropatia periférica PP-IX (homem) Acuidade Auditiva PP-IX (mulher) Velocidade de condução nervosa 10 ALA-D do QI, audição e crescimento em crianças PP-IX = Protoporfirina. Nefropatia crônica Ação no testículo da pressão sistólica O quadro 2 mostra a conduta proposta pela Academia Americana de Pediatria de acordo com os níveis de Pb-S em crianças (1). Mcg/dl Quadro 2 Conduta < 10 Obter teste confirmatório em 30 dias. Se permanecer nesta faixa, realizar orientações e repetir o teste em 3 meses. 15 a 19 Obter teste confirmatório em 30 dias. Se permanecer nesta faixa, colher história clínica detalhada, realizar orientações e repetir em 2 meses. 20 a 44 Obter teste confirmatório em 7 dias. Encaminhar para serviço especializado. 45 a 69 Obter teste confirmatório em 02 dias. Se persistir alteração, está indicado terapia de quelação. > 70 Obter teste confirmatório imediatamente. Se persistir alteração, hospitalizar e iniciar terapia de quelação imediatamente Chumbo urinário (Pb-U) É considerado um indicador biológico de exposição recente menos exato que o Pb-S em função das flutuações em sua excreção. A portaria NR-7 considera o Pb-U como indicador biológico para as exposições ao chumbo tetraetila (orgânico), tendo como referência valores até 50,0 mcg/g creatinina e IBMP de 100 mcg/g creatinina (5). Teste de quelação pode ser usado para avaliar a carga corporal de chumbo, sendo, entretanto, considerado obsoleto pela Academia Americana de Pediatria (4). A via renal representa o mais importante mecanismo de excreção do chumbo. A urina de 24h deve ser preferida, mas em uma emergência amostra de urina recente é aceita. Evita-se coleta por meio de sonda vesical (1). Conforme documento do CDC (Centers for Disease Control and Prevention), a acidificação é desnecessária e aumenta o risco de contaminação (11). Chumbo urina Método: absorção atômica (forno de grafite) Valor de referência: até 50,0 mcg/g creatinina (NR-7, 1994, MT/Br) IBMP: 100,0 mcg/g creatinina (NR-7, 1994, MT/Br) - 3 -

4 6.3. Zinco protoporfirina (ZPP) É um indicador biológico decorrente da interferência do chumbo na síntese do heme e correlaciona-se bem com o Pb-S. A ZPP pode permanecer elevada por anos nas intoxicações severas, em razão da inibição da síntese do heme pelo chumbo depositado e posteriormente liberado. A NR-7 estabelece como referência para a ZPP valores de até 40 mcg/dl e IBMP de 100 mcg/dl (5). A ZPP é melhor indicador de exposição crônica que o Pb- S por apresentar meia vida mais longa (67 dias). Na exposição crônica, o pico de ZPP ocorre em 6 a 9 meses, enquanto o pico do Pb-S ocorre em 3 a 6 meses. Após a eliminação da exposição, a ZPP pode permanecer acima dos valores de referência por até 2 anos. A ZPP tem menor especificidade, alterando-se em outras condições (anemia ferropriva, hemolítica e de doenças crônicas). Estudo em trabalhadores expostos mostrou que o achado de ZPP aumentada e Pb-S em faixa não tóxica pode predizer concentrações tóxicas de Pb-S com seis meses de antecedência, podendo, assim, indicar toxicidade incipiente (14). Zinco Protoporfirina Material: sangue total (heparina) Método: Hematofluorimétrico Valor de referência: até 40 mcg/dl (NR-7, 1994, MT/Br) IBMP: 100 mcg/dl (NR-7, 1994, MT/Br) 6.4. Ácido delta-aminolevulínico urinário (ALA-U) O ALA-U é um indicador biológico que reflete a interferência do chumbo na síntese do heme. Elevações do ALA-U são observadas a partir de níveis de Pb-S entre 35 e 45 mcg/dl. Também se eleva nos casos de porfiria intermitente e tirosinemia hereditária, e consumo alcoólico, independente da ocorrência de exposição ao chumbo. A NR-7 estabelece como referência valores de 4,5 mg/g creatinina e IBMP de 10 mg/g creatinina. Valores do ALA-U > 3 mg/g de creatinina se correlacionam com Pb-S acima de 20 mcg/dl com sensibilidade de 92% e especificidade de 90% (18). ALA-U Valor de referência: até 4,5 mg/g de creatinina (NR-7, 1994, MT/Br) IBMP: 10 mg/g creatinina (NR-7, 1994, MT/Br) 6.5. Atividade da ácido delta-aminolevulínico desidratase (ALA-D) É um indicador biológico altamente sensível ao chumbo. Apresenta uma excelente correlação negativa com os níveis de Pb-S na faixa de 10 a 60 mcg/dl. Devido à grande capacidade de reserva da enzima no organismo humano, a inibição observada não representa sinais de prejuízo imediato à saúde. Não distingue exposição moderada de acentuada (5,15). Também diminui na deficiência de ALA-D e tirosinemia hereditária. ALA-D Material: sangue total Valor de referência: 30 a 60 U/L eritrócitos - 4 -

5 6.6. Coproporfirina urinária (COPRO-U) A inibição da enzima coproporfirinogêneo descarboxilase leva ao aumento da coproporfirina nos eritrócitos e na urina. É um indicador tardio de intoxicação por chumbo, estando elevado quando Pb-S encontra-se maior que 40 a 60 mcg/dl (5). A COPRO-U é um indicador com menores sensibilidade e especificidade que a ALA-U, podendo se elevar em hepatites, anemia hemolítica, febre reumática, poliomielite, várias intoxicações (Hg, Ag, Sb, Zn) e após consumo elevado de bebidas alcoólicas. Não deve, pois, ser utilizada na monitorização biológica da exposição ao chumbo (16,17). COPRO-U Valores de referência: Normais: até 100,0 mcg/g creatinina Exposição: até 250,0 mcg/g de creatinina 7. Referências 1. Jacobs DS, DeMott WR, Oxley DK. Laboratory Test Handbook. 5 th. 2001; Centers for Disease Control and Prevention. Adult Blood Lead Epidemiology and Surveillance - United States, MMWR; 2002: 51: SS Rainey PM. Lead Testing. In: Shaw LM. The clinical toxicology laboratory. Contemporary Practice of Poisoning Evaluation Salgado, PETS. Toxicologia dos Metais. In: Oga, S. Fundamentos da Toxicologia Goes RC. Toxicologia Industrial. Um guia prático para prevenção e primeiros socorros Moyer TP. Toxic Metals. In: Burtis CA, Ashwood ER. Tietz textbook of clinical chemistry. 3th. 1999; Sarjent JD, Johnson L, Roda S. Disparities in clinical laboratory performance for blood lead analysis. Arch Pediatr Adolesc Med. 1996; 6: Boone J, Hearn T, Lewis S. Comparison of interlaboratory results for blood: Lead with results from a definitive method. Clin Chem. 1979; 25: Taylor A, Angerer J, Clayers F, et al. Comparison of procedures for evaluating laboratory performance in external quality assessment schemes for lead in blood and aluminum in serum demonstrates the need for common quality specifications. Clin. Chem. 2002; 48: Froom P, et al. Predictive value of determinations of zinc protoporphyrin for increased blood lead concentrations. Clin Chem. 1998; 44: Graziane JH. Validity of Lead Exposure markers in diagnosis and surveillance. Clin Chem. 1994; 40: Oishi H, Nomiyama H, Nomiyama K, Tomokuni K. Fluorimetric HPLC determiination of detaaminolevulínic acid (ALA) in the plasma and urine of lead workers: biological indicators of lead exposure. J Analytical Toxicology. 1996; 20: Mamet R, Sztern M, Rachmel A, et al. Lead Poisoning: A new biochemical perspective on the differentiation between acquired and hereditary neuroporphyria. Clin Chem. 2001; 47: Caldeira C, Mattos RCOC, Meyer A, Moreira JC. Limites de aplicabilidade da determinação ácido delta-aminolevulínico urinário como teste de screening na avaliação da intoxicação profissional pelo chumbo. Cad. Saúde Pública. 2000; 16: Assessoria Científica 10. Parsons PJ, Chilson JJ. The. The lead laboratories. Centers for Disease Control and Prevention. 11. Cavalleri A, Minoia C. Plasma lead values: are they accurate? Clin Chem. 1981;5: Labbe RF, Vreman HJ, Stevensoon DK. Zinc Protoporphyrin: A metabollite with a Mission. Clin Chem. 1999; 45: