faculdade de medicina da santa casa de são paulo toxicologia/toxicologia - aula... ·...

TOXICOLOGIA3ª. Aula

Prof. MSc. Fabriciano Pinheiro

[email protected]

02/07/2012

Faculdade de Medicina da Santa Casa de São Paulo

Curso de Especialização em Medicina do Trabalho

mailto:[email protected]

I

EXPOSIÇÃO

Vias de introdução

TOXICANTE

disponibilidade

química

II

TOXICO

CINÉTICA

III

TOXICO

DINÂMICA

Processos de

transporte:

• absorção

• distribuição

• eliminação

biotransformação

Natureza da

ação

TOXICIDADE

IV

CLÍNICA

sinais e

sintomas

INTOXICAÇÃO

biodisponibilidade

Fases da intoxicaçãoMoraes e col, 1991

TOXICOCINÉTICA E TOXICODINÂMICA

Toxicocinética:Estudo do comportamento (curso temporal) do xenobiótico

desde a absorção até a eliminação no organismo.

Toxicodinâmica:Estudo da natureza da ação tóxica exercida por substâncias

químicas sobre o sistema biológico.

Toxicocinética

Relação entre:toxicocinética e toxicodinâmica

Toxicodinâmica

Dose do agente químico

administrada

Resposta tóxicaAgente químico no

local de ação

Relaciona a Dose Externa com a

quantidade enviada ao órgão-alvo

Biodisponibilidade

Depuração (clearance)

Meia-vida

Acúmulo

Relaciona a Dose Interna com a

resposta do órgão-alvo

Ativação

Destoxificação

Citoproteção

Homeostase

Azevedo & Chasin, 2003

TOXICODINÂMICA

Importante conhecer os mecanismos da toxicidade:

Interpretação descritiva da toxicidade - patologia resultante

Estimar a probabilidade de um agente químico causar efeitos

deletérios - em que população

Estabelecer procedimentos preventivos/antagonismo

Estabelecer tratamentos (medicamentos)

Desenvolvimento de produtos específicos - seletividade dos

compostos

MECANISMOS DA TOXICIDADE

Toxicante

Alcance do órgão-alvo

Interação com moléculas -alvo

Disfunção celular, injúria

Dano

TOXICIDADE

Alteração do ambiente biológico


ALCANCE TOXICANTE – SÍTIO-ALVO DE AÇÃO

Local de exposição:Pele, trato GI, trato respiratório, placenta

TOXICANTE

AbsorçãoDistribuição para o alvoReabsorçãoAtivação

TOXICANTE FINALMolécula-alvo (proteína, lipídio, ácido nucléico

e macromolécula) ou sítio-alvo de ação

Eliminação pré-sistêmicaDistribuição longe do alvoExcreçãoDestoxificação

A

L

C

A

N

C

E


Sítio molecular responsável pela toxicidade

1) o xenobiótico deve interagir com o sítio molecular

2) concentrações efetivas alcançam o sítio molecularExceção: imunotoxicidade

3) altera a célula alvo, sendo que o mecanismodeve estar relacionado com a toxicidade

CARACTERÍSTICAS DO SÍTIO DE LIGAÇÃO


Toxicante




Dano

TOXICIDADE



INTERAÇÃO MOLECULAR DO XENOBIÓTICO

Gregus & Klaassen, 2001

TIPOS DE REAÇÃO COM O SÍTIO DE LIGAÇÃO

Ligação não-covalente

São interações apolares ou formações de ponte de hidrogênio.

Envolvem: receptores de membranas, receptores intracelulares, canais iônicos, enzimas.

Usualmente são ReversíveisEx.:Receptores de membranas: estricnina – Compete pelo receptor de glicina

no neurônio motor na medula espinhal – estimulação do SNC

Canais iônicos: saxitoxina bloqueia canais de sódio -Bloqueio do potencial de ação

Enzimas: carbamatos - inibição da enzima colinesterase (intoxicação não persistente)


Ligação covalente

São agentes eletrofílicos - afinidade para átomos nucleofílicos.

Envolvem: macromoléculas como proteínas e ácidos nucléicos.

Praticamente Irreversíveis

Ex.:

Radicais livres (•OH, •NO2 ao DNA) - câncer

Inseticidas organofosforados - inibição irreversível da enzima acetilcolinesterase (intoxicação persistente)


Abstração de hidrogênio

Radicais livres retiram H de compostos endógenos - Radicais reativos

Ex.:

OH + CH2 R-H2C + aminas-aa livres ou ligação cruzada com DNAresíduos protéicos ou outras proteínas

Aminoácidos de ácidos graxos - peroxidação lipídica

OH + ácido graxo R-H2C + O2 peróxi

CCl3 + O2 Cl3COO hidroxiperóxido


Transferência de elétrons

Reações de oxidação ou redução – transferência de elétrons.

Ex.:Fe++ Fe+++

Mecanismo direto: oxidação da hemoglobina – metemoglobina

Xenobióticos metemoglobinizantes:

Medicamentos

Anestésicos locais - benzocaína, lidocaína;

Antibióticos - sulfonamidas.

Ocupacional - anilinas, nitrobenzeno.

Alimentos conservados - nitrito e nitrato de sódio.

EFEITO DO TOXICANTE NA MOLÉCULA-ALVO

Disfunção da moléculas-alvo

Toxicantes mimetizam ligantes endógenos ativando moléculas-alvo de proteínas.

Inibição da função de moléculas-alvo por:- Bloqueio de receptores de neurotransmissores- Bloqueio de canais iônicos- Inibição enzimática

Ex.:Ligação covalente de toxicantes ao DNA causa erro de pareamento de

nucleotídeo durante a replicação.


Destruição da moléculas-alvo

Moléculas susceptíveis a degradação após ligação com toxicante.

Ex.:

Radicais Livres (CL3COO● e HO●) podem iniciar a peroxidação lipídica por

abstração de H de ácidos graxos, destruindo lipídios da membrana

celular e também gerando radicais livres endógenos que poderão atacar

a estrutura do DNA.


Formação de novo antígeno

Ligação covalente de xenobióticos ou seus metabólitos a proteínas

podem desencadear resposta imunológica.

Ex.:

- Dinitroclorobenzeno

- Penicilina

- Níquel

ALTERAÇÃO DO AMBIENTE BIOLÓGICO

Agentes que alteram a concentração do íon H+ na biofase

aquosa.

Solventes e detergentes que alteram fisicoquimicamente a fase

lipídica da membrana celular e destroe o gradiente de soluto

transmembrana.

Xenobióticos que causam dano por simplesmente ocupar um

local ou espaço.


Toxicante




Dano

TOXICIDADE



DISFUNÇÃO CELULAR E TOXICIDADE RESULTANTE

Klaassen & Watkins, 2003

Função daMolécula-alvo

Regulação celular -

sinalização

Manutenção celular

Desregulação da expressão

gênica

Desregulação da função

celular normal

Inapropriada:- Divisão celular (neoplasia, teratogênese)- Apoptose (não evolução tecido, teratogênese)- Síntese de proteína (ex. proliferação peroxissoma)

Ex. Inapropriada atividade neuromuscular: - Tremor, convulsão, espasmo, aritmia cardíaca- Narcose, paralisia, parestesia

Manutenção interna

prejudicada

Manutenção externa

prejudicada

Falha:- Síntese de ATP- Regulação de Ca2+

- Síntese de proteína Dano/morte celular- Função microtubular- Função da membrana

Falha da função de sistemas integrados:Ex. Hemostasia - hemorragia

DETERMINA O EFEITO EFEITO

INTERAÇÃO ENTRE DOIS AGENTESEFEITOS RESULTANTES

Aditivo: 2 + 3= 5 inseticida organofosforado + inibidor da colinesterase

Sinérgico: 2 + 2= 20CCl4 + etanol= hepatotóxico

Potenciação: 2 + 0 = 10CCl4 + isopropanolol= aumento no efeito hepatotóxico

do CCl4

Antagonismo: 4 + 6= 8; 4 + 0=1

MECANISMO DA INTOXICAÇÃO X ESTRATÉGIAS TERAPÊUTICAS

Antagonismo funcional

Intoxicação por barbitúrico - queda de PA

administração de NOR

Antagonismo químico ou inativação

Antivenenos - tratamento de acidentes por animais peçonhentosAnticorpos específicos contra as toxinas

Quelantes - Intoxicações por metaisCaNa2EDTA – intoxicação por Pb

Dimercaprol- intoxicações por As, Hg e Pb

MECANISMO DA INTOXICAÇÃO X ESTRATÉGIAS TERAPÊUTICAS

Antagonismo disposicional ou farmacocinético

interferir com a absorção, distribuição, biotransformação e eliminação

Carvão ativado - intoxicação por medicamentos e drogas de abusoimpede a absorção

Pentobarbital - intoxicação por varfarinafacilita a metabolização

Antagonismo dinâmico

Naloxana - opióides- tratamento de dependentes e depressão respiratória em casos agudos de intoxicação

Atropina - muscarínico- intoxicação por inseticidas organofosforadosOxigênio - na intoxicação por monóxido de carbono

PEROXIDAÇÃO LIPÍDICA OU LIPOPEROXIDAÇÃO

RADICAIS LIVRES

Um radical livre é qualquer espécie capaz de existência independente

que contenha um ou mais elétrons desemparelhados.

Isso torna a molécula altamente instável, tendo uma vida média muito

curta (medida em microssegundos) e tentando parear-se a qualquer

preço, retirando elétrons, assim, de moléculas estáveis.

RADICAIS LIVRES

As espécies reativas de oxigênio incluem todos os radicais do

oxigênio, como o ânion radical superóxido (O2-•), radical hidroxila (HO•),

radical alquila (L•), alcoxila (LO•) e peroxila (LOO•).

Nas espécies reativas de nitrogênio estão incluídos além do

peroxinitrito (ONOO-), o óxido nítrico (•NO) e o radical dióxido de

nitrogênio (•NO2).

O ânion peroxinitrito (ONOO-), o ácido hipocloroso (HOCl), o peróxido

de hidrogênio (H2O2), o oxigênio singlete (1O2) e o ozônio (O3) não são

radicais livres, mas podem induzir reações radicalares no organismo,

sendo por isso também considerados como espécies reativas.

RADICAIS LIVRES

Os Radicais Livres estão relacionados com uma variedade de

doenças, incluindo câncer, doenças hepáticas, aterosclerose e

envelhecimento. Na maioria das vezes esta relação se dá pela

propriedade que os Radicais Livres têm de reagir com os ácidos

graxos poliinsaturados, servindo como iniciadores do processo

de peroxidação lipídica ou lipoperoxidação.

PEROXIDAÇÃO LIPÍDICA

Definição

pode ser definida como uma cascata de eventos bioquímicos

resultante da ação dos Radicais Livres sobre os lipídios insaturados das

membranas celulares, gerando principalmente radical alquila (L•),

alcoxila (LO•) e peroxila (LOO•), levando à destruição de sua

estrutura, falência dos mecanismos de troca de metabólitos e, numa

condição extrema, à morte celular.


Consequências

As alterações nas membranas levam a transtornos da permeabilidade,

alterando o fluxo iônico e o fluxo de outras substâncias, o que resulta

na perda da seletividade para entrada e/ou saída de nutrientes e

substâncias tóxicas à célula, alterações do DNA, oxidação da

lipoproteína e comprometimento dos componentes da matriz

extracelular.


As reações radicalares ocorrem em três etapas:

INICIAÇÃO;

PROPAGAÇÃO;

TERMINAÇÃO.

INICIAÇÃO

O ácido graxo-LH é oxidado ao radical livre pela interação com uma espécie

iniciadora (ex. Radical hidroxila)

LH L.


PROPAGAÇÃO

Ocorre devido à reação do radical com o O2, formando o radical peroxil,

que pode interagir com uma nova molécula de ácido graxo gerando mais

um radical. A decomposição do hidroperóxido lipídico pode ser catalisada

por metais de transição, como o cobre e o ferro, ocorrendo a formação de

radical peroxil e de radical alcoxil, que participam na propagação da cadeia

radicalar.

L.+ O2LOO .

LOO .+ LH LOOH + L .LOOH Fe 2+

LO + OH-.LOOH Fe 3+

LOO + H+.


TERMINAÇÃO

A interrupção do processo radicalar pode ocorrer pela

interação entre duas espécies radicalares, formando

compostos carbonílicos no estado fundamental (L=O) e os

alcoóis correspondentes.

LO + LO. . H+

L=O + LOH

LOO + LOO. . H+

L=O + LOH + O2


PARAQUAT

Composto quartenários de amônio

1,1’ – dimetil - 4,4’ – bipiridilo: herbicida – controle de ervas

daninha – culturas de fumo, algodão, arroz, café, cana-de-

açúcar, feijão, maça, soja e uva.

Altamente tóxico para os ser humano.


PARAQUAT Formação de RL e ERO (radical superóxico O2-, H2O2 e OH-)

instáveis – reagem rapidamente com ácidos graxos lesão nas

membranas, proteínas e DNA.

HO2- detoxificado pela superóxido dismutase (SOD) H2O2

catalase

Altas doses de paraquat suprime a SOD

2O2 + 2H+ O2 + H2O2

superóxido dismutase

Co/Zn/Mn

-

H2O2 H2O + ½ O2catalase

TOXICOLOGIA REPRODUTIVA OU DO DESENVOLVIMENTO

EMBRIONÁRIO

Estuda a cinética, mecanismos, patogênese e

conseqüências da exposição a agentes tóxicos ou condições que

levam ao desenvolvimento anormal.

Malformações estruturais

Retardo do crescimento

Prejuízo funcional

Morte do organismo

Teratologia ≈ teratogênese:

é um ramo da ciência que estuda os efeitos estruturais no

nascimento.

TOXICOLOGIA DO DESENVOLVIMENTO EMBRIONÁRIO

Sul da Turquia- 6500 a.C - estrutura de mármore de gêmeos

unidos até o apêndice

Austrália- 4000 a.C- gêmeos dicefálicos

Egito- 1500 a.C - pinturas nas paredes- fenda palatina e

acondroplasia

Figuras mitológicas- Gregos, babilônios e romanos –

sereias, sátiros, minotauros, ciclopes

Teras= monstro

HISTÓRICO

HISTÓRICO

RUBÉOLADécada de 40 - primeira associação de malformação por

incidência da doença- Áustria

Humanos: diferenças de malformações de acordo com as fases de gestação

problemas cardíacos, auditivos e oftalmológicos: 1º. e 2º. mês de gestação

retardo mental: 3º. e 4º. mês

HISTÓRICOTALIDOMIDA

Derivado do ácido glutâmico1956-60- hipnótico, sedativo, anti-emético- Europa/Austrália

Efeito teratogênico: 3ª. a 7ª. semana de gravidez Focomelia- efeitos característicos Anomalia cardíaca, ocular, intestinal e renal 20.000 casos no mundo

Mecanismo: inúmeros; não totalmente conhecidos Alteração no metabolismo do ácido fólico Alteração no metabolismo do ácido glutâmico Oxidação do DNA Acilação de poliaminas Inibição da angiogênese Imunossupressão – vários efeitos – inibição do TNF-α Antagonismos de fatores de crescimentos

Dependente da espécie- Hamster e maioria das linhagens de camundongossem efeito

TOXICOLOGIA DO DESENVOLVIMENTO EMBRIONÁRIO

Porcentagem de problemas na gravidez humana

Perda após implantação: 31%

Defeitos sérios na criança: 4%

Defeitos menos sérios na criança: 14%

Baixo peso: 7%

Mortalidade abaixo de 1 ano: 1,4%

Causas genéticas: 15 a 25%

Condições maternas: 4%

Infecções maternas: 3%

Problemas mecânicos- deformações: 1 a 2%

Agentes químicos e influências do meio-ambiente: 1%

Etiologias desconhecidas: 65%

Estados Unidos: 2.000.000 de casos/ano

MEDICAMENTOS COM POTENCIAL TERATOGÊNICO

63% não teratogênico 7% Teratogênico em + que (2079) 1 espécie (231)

21% teratogênico na 9% - resultados

maioria das espécies controversos (297)

(693)

3300 testados

A - sem risco para o feto em qualquer fase da gravidez com dosesterapêuticas - estudos em humanos

B - estudos experimentais não demonstraram riscos, mas sem estudosem humanos; ou estudos em animais negativos para gestação, mas outrosefeitos adversos foram observados- sem confirmação em humanos

C - efeito em animais de experimentação, mas sem estudos controladosem humanos, ou sem estudos em animais e humanos Risco x benefício -justifica o uso

D - risco em humanos, mas os benefícios podem justificar o uso - riscomaior que C

X - estudos animais e humanos mostraram anormalidades fetais, riscomaior que qualquer benefício

Classificação dos medicamentos quanto sua segurança na gestação humana e experimental (1979- FDA)

Períodos críticos na toxicologia do desenvolvimento embrionário

GAMETOGÊNESE Exposição paterna:

Inibição da espermatogênese-64 dias - infertilidade-- Ex: álcool, fármacos antineoplásicos

Alterações morfológicas-- inibição da motilidade dosespermatozóides-Ex: cigarro, cocaína

Alterações cromossômicas- número e estrutura anormal de cromossomos- aneuploidias, alterações na meiose- Ex:radiação

Exposição materna:

Inibição da ovulação –14 dias - radiação, agentes anti-neoplásicos

Alterações cromossômicas

60 dias 14 dias- % de prenhas - número de nascimentos- peso - Crescimento- Condições gerais

Dose - 3 pelo menosEspécie animal - várias

ESTUDOS EXPERIMENTAIS: Avaliação da fertilidade e performance reprodutiva

Exposição 6 hs após fertilização:

- Óxido de etileno- Etil nitroso uréia- Sulfanato de etil metano

Efeito sério: aborto

ESTUDOS EXPERIMENTAIS: Fertilização

Morte (defeito ou por falha na implantação) ou pequeno ou nenhum efeito no crescimento

DDT, nicotinaDéficit de peso corporal ou

letalidade

ESTUDOS EXPERIMENTAIS: Pós-Fertilização e implantação

Períodos críticos na toxicologia do desenvolvimento embrionário

Fases da gestação Warfarin

1 Trimestre Síndrome do Warfarin Fetal 25% humanos-Hipoplasia

nasal, condrodisplasia punctata (óssea), perda da audição, defeitos no SNC, cegueiraMecanismo: inibição da vitamina K epóxido-redutase

2 Trimestre Defeitos no SNCMecanismo: micro hemorragias no SNC

3 Trimestre

Termo Sangramentos

ESTUDOS EXPERIMENTAIS:Importância dos períodos de gestação

1 a 3 doses durante aorganogênese

1 dia antes do parto

Útero avaliado:

- Número de fetos vivos- Número de fetos mortos

- Número de fetos reabsorvidos- Malformações

Dose - 3 pelo menosEspécie animal- várias

ESTUDOS EXPERIMENTAIS:Avaliação do potencial teratogênico

ESTUDOS EXPERIMENTAIS:Avaliação da toxicidade no período fetal

Tempo de gestação: 21-22 dias

15° dia de gestação aténascimento

- Peso- Sobrevida

- Crescimento - Desenvolvimento

- MalformaçõesDose- 3 pelo menosEspécie animal- várias

ESTUDOS EXPERIMENTAIS:Avaliação da toxicidade peri e pós-natal

15° dia de gestação aténascimento e lactação

- Peso- Sobrevida

- Crescimento - Desenvolvimento

Tempo de gestação: 21-22 dias

Dose- 3 pelo menosEspécie animal- várias

-Solventes: spina bífida, fenda palatina e hipospádia(desenvolvimento insuficiente da uretra)

- Madeiras: anencefalia, spina bífida, hipospádiase luxação de quadril

- Metais pesados: defeitos cardíacos, fenda palatina

- Praguicidas: malformações cardíacas, fendas faciais e pé torto congênito

14.415 casos -Olshan et al., Am. J. Industrial Medicine, 20:447, 1991

Exposição paterna – exposição ocupacional e associação a malformações Exposição materna passiva

Lesão celular no embrião e/ou feto

Direto Indireto

Toxicidade mãe

Toxicidade placenta

Deficiências de nutrientes/

oxigenação

Como ocorrem???

MECANISMOS DA TOXICIDADE EMBRIONÁRIA

1. Habilidade de atravessar a barreira placentária

2. Placenta

- Produção hormonal- Sistemas enzimáticos- Estocagem de substâncias- Fluxo sangüíneo

- Características físico-químicas- Farmacocinética- Mecanismos de transporte- Condições de fluxo/troca- Condições maternas

MECANISMO DIRETO

MECANISMO DIRETO

Mecanismos de biotransformação: ativação e desativação

Sistema enzimático materno

Sistema enzimático placentário

Sistema enzimático fetal incompleto

Dietilestilbestrol- DES (1950 -1970- estrógeno sintético)

1976- 400 casos de filhas entre 15 e 22 anos com adenocarcinomade vagina e de cérvix

filhos: testículos hipotróficos e problemas na qualidade equantidade de sêmen

EXPOSIÇÃO AO TOXICANTE

idade, stress, genótipo, estado metabólico, estado nutricional, doenças, outras

exposições

Fatores de suscetibilidade materna

placenta

Toxicante ou metabólito

Toxicidade à placenta

Insuficiência placentária: redução de tamanho, redução de fluxo sanguíneo, alteração de transp., alteração de metabolização

DESENVOLVIMENTO ANORMAL

transporte:TOX. DIRETA

anemia, alteração endócrina, desbalanço eletrolítico, alteração

ácido-base, diminuição do fluxo uterino, alteração da

função orgânica

TOX. INDIRETA

MECANISMO INDIRETO: TOXICIDADE MATERNA/PLACENTA

Hipertensão: pre-eclampsia, eclampsia- problema sério no último trimestre de gravidez- toxemia- inflamação-

Infecções: indireto e direto

- rubéola: 1° trimestre gravidez- comprometimento cardíaco, auditivo e oftalmológico, retardo mental;

- citomegalovírus: 2° trimestre gravidez- SNC retardo mental;

- toxoplasmose: 10 a 24° semana: parasitemia disseminada- cérebro (hidrocefalia) e tecido pulmonar;

- sífilis: treponema atravessa o tecido placentário após 5° mês: retardo mental e aborto e morte intra uterina

MECANISMO INDIRETO: TOXICIDADE MATERNA DOENÇAS

MECANISMO INDIRETO: TOXICIDADE MATERNA DEFICIÊNCIAS

Fenilcetonúria: deficiência de fenilalanina hidrolase-

fenilalanina atravessa a placenta- retardo mental e anomalias congênitas

Cretinismo: deficiência de hormônios tireoideanos (hipo): retardamento

mental

Nutrição

- Feto é mais susceptível que a mãe

- Problemas na dieta- deficiências ou excesso de vitaminas, eletrólitos e

co-fatores enzimáticos

- ácido fólico- deficiência- defeito no tubo neural

- suplementação: diminui a incidência de mal formação

MECANISMO INDIRETO: TOXICIDADE MATERNA HÁBITOS

Cigarro: CO e nicotina- ambos atravessam facilmente a barreira placentária:

inserção da placenta, baixo peso e aborto

Drogas de abuso: cocaína- atravessa a barreira placentária- aumento dos

níveis de catecolaminas- aumento da PA

Síndrome alcoólica fetal- (Fetal Alcohol Syndrome)-

Características:

- dimorfismo cranio-facial, retardo do crescimento, desenvolvimento

intelectual e motor alterados

- mecanismo: não conhecido

- Deficiência no consumo e absorção de nutrientes; efeitos diretos

Mutação, anormalidades cromossômicas, Interferência na mitose, Ausência de precursores ou substratos,

Desequilíbrio osmolar, Fontes de energia alteradas, Inibição enzimática, Membranas celulares alteradas

Morte celularRedução na proliferação celular

Interações intercelulares alteradasExpressão gênica inapropriada

Inibição de movimentos morfogenéticos/formaçãoLesão mecânica de estruturas em desenvolvimento

De que maneira o agente tóxico lesa a célula ?????

Mecanismos complexos e não totalmente conhecidosPodem não lesar através de um mecanismo único

MECANISMOS DA TOXICIDADE EMBRIONÁRIA

140 dias

F2

F0

- % de prenhez- número de prenhez em termo completo

-tamanho da cria- vivos e mortos

F1- % de prenhez,- no. de prenhez

em termo completo- tamanho da cria-

- vivos e mortos

ESTUDOS EXPERIMENTAIS - MULTIGERACIONAL

1. Ação direta sobre células germinativas

2. Interferência nas condições de fertilização

3. Interferência na divisão celular

4. Interferência na implantação

5. Interferência no desenvolvimento normal da placenta

6. Durante a organogênese

7. Ação no período fetal: retardo no crescimento ou aborto tardio

8. Efeitos tóxicos no feto: final da gestação

9. Efeitos tóxicos perinatais

AÇÃO DE AGENTES TÓXICOS NO DESENVOLVIMENTO EMBRIONÁRIO

1. Susceptibilidade à teratogênese depende do genótipo e da maneira como

este interage com fatores ambientais adversos;

2. Susceptibilidade à teratogênese varia de acordo com o estágio de

desenvolvimento do embrião no período da exposição;

3. Agentes teratogênicos atuam por mecanismos específicos nas células e

tecidos em desenvolvimento para iniciar uma seqüência de efeitos

anormais no desenvolvimento;

4. O acesso dos agentes adversos aos tecidos em desenvolvimento depende

da natureza do agente;

5. As 4 maiores manifestações são: morte, mal formação, retardo do

crescimento e déficit funcional;

6. As manifestações no desenvolvimento variam, em grau e freqüência, com

a intensidade (dose) do estímulo (de nenhum efeito a efeito letal).

Princípios gerais da toxicologia do desenvolvimento embrionário - Wilson- 1973

CARCINOGÊNESE

Neoplasia

TERMINOLOGIAS

Tumor

Benigna

Maligna Câncer

PRINCIPAIS CAUSAS DE MORTE -

BRASIL 2003

BASES MOLECULARES DO CÂNCER

1- Lesão genética;

2- Expansão monoclonal;

3- Três classes de genes reguladores normais (crescimento):

- Proto- oncogenes (ras, myc, sis, ...)

- Genes supressores (p53, Rb, BRCAs, ...)

- Genes reguladores da apoptose (bcl-2, bax, ...);

4- Genes reguladores do reparo de DNA;

5- Carcinogênese (múltiplas etapas).

BASES MOLECULARES DO CÂNCER

DANO GENÉTICO

Base da carcinogênese;

Não- letal;

Adquirida (ambiental);

Hereditária (linhagem germinativa).

EXPANSÃO MONOCLONAL

Única célula precursora tumoral;

Tumores são monoclonais.

GENES REGULADORES NORMAIS

Promovem crescimento e diferenciação;

Ativados em oncogenes:

mutações puntiformes (ras);

rearranjos cromossômicos (myc- linfoma de Burkitt);

amplificação gênica (N-myc).

I- Proto- oncogenes

ONCOGENE RAS

- Proteínas transdutoras de sinais;

- Tumores de cólon, pulmão, pâncreas, bexiga, rins,...

Proto- oncogenes

CATEGORIA PROTO-ONCOGENE MODO DE ATIVAÇÃO TUMOR HUMANO ASSOCIADO

Fator de crescimento INT-2 Amplificação

Câncer de bexiga

Câncer de mama

Melanoma

Receptores de fator de

crescimentoFMS Mutação pontual Leucemias

Proteínas envolvidas na

transdução de sinais

K-RAS

H-RAS

Mutação pontual

Mutação pontual

Tumor cólon, pulmão, pâncreas

Tumor bexiga e rins

Proteínas de regulação

nuclearC-MYC Translocção Linfoma de Burkitt

Reguladores do ciclo

celularCYCLIN E Super-expressão Câncer de mama


Regulam a proliferação celular (prevenção tumoral);

Mutação em ambos os alelos (células somáticas);

Transcrição e Ciclo Celular (p53, Rb, BRCAs,...);

Transdução (APC, NF-1,...);

Receptores de superfície celular (TGF-, caderinas,...);

Outros genes: NF-2, VHL, PTEN, WT-1,...

II- Supressores tumorais

SUPRESSOR p53 (guardião do genoma)

- Regulação do ciclo celular e apoptose;

- Maioria dos carcinomas (pulmão, cólon e mama).

Supressores tumorais

LOCALIZAÇÃO

SUBCELULARGENE SUPRESSOR FUNÇÃO

TUMOR ASSOCIADO A

MUTAÇÕES SOMÁTICAS

Superfície celular Receptor de TGF- Inibição do

crescimentoCarcinoma de cólon

Sob a membrana

plasmáticaNF-1

Inibição da transdução

de sinais do rasNeuroblastomas

Citoesqueleto NF-2 Estabilidade do

citoesqueletoSchwannomas e meningiomas

Citosol APC/ -cateninaInibição da transdução

de sinais

Carcinoma de estômago, cólon

e pâncreas; melanomas

Núcleop53

Fator de transcrição Carcinoma de próstataKLF6

Regulação do ciclo

celular e apoptoseMaioria dos cânceres humanos

Antagonistas (bcl-2, bcl-xL);

acúmulo de células

X

Agonistas (bax, bcl-x5, bad, bid);

apoptose

III- Reguladores da apoptose


GENES REGULADORES DO REPARO

DO DNA

Manutenção da integridade celular;

Câncer, evento raro (genes reguladores);

Mutações genes incidência de câncer:

- câncer de cólon não-polipose hereditária;

- ataxia telangiectasia;

- anemia Fanconi.

CARCINOGÊNESE DE MÚLTIPLAS

ETAPAS

Ativação

Nucleo

CÂNCER

CLÍNICO

• Ativação de proto-oncogenes

• Inativação de genes supressores

CÉLULA

NORMAL

CÉLULA

INICIADA

LESÃO

PRÉ-NEOPLÁSICA

TUMOR

MALIGNO

Alterações

Genéticas

Expansão

Clonal

Seletiva

• Defeitos na diferenciação terminal

• Defeitos no controle de crescimento

• Resistência a drogas citotóxicas

Alterações

Genéticas

Heterogeneidade

celular

Inativação Excreção

Inibição

Radiação

Vírus

Agente químico

CARCINOGÊNESE DE MÚLTIPLAS ETAPAS

Fenótipo

Normal

Genótipo

Wild-type

Mutação no gene APC

Displasia

Adenoma primário(Displasia suave)

Adenoma intermediário(Displasia moderada)

Adenoma tardio(Displasia grave)

Carcinoma invasivo(câncer de colon)

Metástase

Mutação no gene K-ras

Mutação no gene DCC

Mutação no gene P53

Mutações adicionais

AGENTES CARCINOGÊNICOS

QUÍMICO

FÍSICO

BIOLÓGICO

Raios Ultravioletas

Radiação Ionizante

Vírus (HPV, EBV)

Bactérias (H pylori)

Aflatoxinas

HPAs

Aminas aromáticasXENOBIÓTICOS

RADIAÇÕES

MICRÓBIOS

CARCINOGÊNESE QUÍMICA

Lesão celular;

Ação direta (ciclofosfamida, dimetil sulfato,...);

Ativação metabólica (benzopireno, benzidina, fungicidas,...);

Célula iniciada.

INICIAÇÃO

PROMOÇÃO Proliferação celular;

Conversão maligna;

Progressão tumoral.

INICIAÇÃO E PROMOÇÃO

CARCINOGÊNESE QUÍMICA

Etapas envolvidas

Agentes químicos carcinógenos

Promotores não são tumorigênicos

Completo

Incompleto

Figure 4. Parallel Pathways of TumorigenesisWhile we believe that virtually all cancers must acquire the same six hallmark capabilities (A), their

means of doing so will vary significantly, both mechanistically (see text) and chronologically (B). Thus, the order in which these capabilities are

acquired seems likely be quite variable across the spectrum of cancer types and subtypes. Moreover, in some tumors, a particular genetic lesion

may confer several capabilities simultaneously, decreasing the number of distinct mutational steps required to complete tumorigenesis. Thus, loss

of function of the p53 tumor suppressor can facilitate both angiogenesis and resistance to apoptosis (e.g., in the five-step pathway shown), as well

as enabling the characteristic of genomic instability. In other tumors, a capability may only be acquired through the collaboration of two or more

distinct genetic changes, thereby increasing the total number necessary for completion of tumor progression. Thus, in the eight-step pathway

shown, invasion/metastasis and resistance to apoptosis are each acquired in two steps. Hanahan, et al, Cell, 100:57, 2.000.

ALTERAÇÕES NECESSÁRIAS - FORMAÇÃO DA NEOPLASIA

faculdade de medicina da santa casa de são paulo toxicologia/toxicologia - aula... ·...

Documents