ISSN 1984-3577
S達o Paulo, v. 7, n. 2, jun. 2014
2014 Intertox Periódico científico de acesso aberto, quadrimestral e arbitrado meses: (2) fevereiro, (6) junho e (10) outubro. Qualquer parte desta publicação pode ser reproduzida desde que citada a fonte. As opiniões e informações veiculadas nos artigos são de inteira e exclusiva responsabilidade dos respectivos autores, não representando posturas oficiais da empresa Intertox Ltda. Seções Artigo Original; Artigo de Atualização; Comunicação Breve; Ensaio; Nota de Atualização e Revisão; Notas Idiomas de Publicação Português e Inglês Contribuições devem ser enviadas para <m.flynn@intertox.com.br>. Disponível em: <http://revinter.intertox.com.br>. Normalização e Produção Web site Henry Douglas Capa Henry Douglas Projeto Gráfico Henry Douglas RevInter – Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade. / InterTox uma empresa do conhecimento. – v. 7, n. 2, (jun. 2014).- São Paulo: Intertox. 2014. Quadrimestral ISSN: 1984-3577 1. Ciências Toxicológicas. 2. Risco Químico. 3. Sustentabilidade Socioambiental. I. InterTox uma empresa do conhecimento. Biblioteca InterTox II. Título.
1. Ciências Toxicológicas. 2. Risco Químico. 3. Sustentabilidade Socioambiental. I. InterTox uma empresa do conhecimento. Biblioteca InterTox II. Título. Rua Turiassú, 390 - cj. 95 - Perdizes - 05005-000 - São Paulo - SP – Brasil Tel.: 55 11 3872-8970
http://www.intertox.com.br / intertox@intertox.com.br _______________________________________________________________________________________________________ RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 05-124, jun. 2014
Expediente Editor(a) Maurea Nicoletti Flynn Doutora em Oceanografia (USP) Com Especialização Ecologia Comitê Científico (2011-2013) Irene Videira Lima Doutora em Toxicologia (USP), Perita Criminal Toxicologista do IML-SP por 22 anos. Marcus E. M. da Matta Doutor em Ciência pela Faculdade de Medicina USP. Especialista em Gestão Ambiental (USP). Engenheiro Ambiental e Turismólogo. Moysés Chasin Farmacêutico-bioquímico pela UNESP-SP especializado em Laboratório de Análises Clínicas e Toxicológicas e de Saúde Pública. Ex-Perito Criminal Toxicologista de classe especial e Diretor no Serviço Técnico de Toxicologia Forense do Instituto Médico Legal da SSP/São Paulo. Diretor executivo da InterTox desde 1999. Ricardo Baroud Farmacêutico-Bioquímico Toxicólogo, Editor Científico da PLURAIS Revista Multidisciplinar da UNEB e da TECBAHIA Revista Baiana de Tecnologia.
Conselho Editorial Científico (2011-2013) Alice A. da Matta Chasin Doutora em Toxicologia (USP) Eduardo Athayde Coordenador no Brasil do WWI - World Watch Institute Eustáquio Linhares Borges Mestre em Toxicologia (USP), ex-Presidente da Sociedade Brasileira de Toxicologia, exProfessor Adjunto de Toxicologia da UFBA. Fausto Antonio de Azevedo Mestre em Toxicologia USP, ex-Diretor Geral do Centro de Recursos Ambientais do CRA-BA, ex-Presidente do CEPED-BA, ex-Subsecretário do Planejamento, Ciência e Tecnologia do Estado da Bahia. Isarita Martins Doutora e Mestre em Toxicologia e Análises Toxicológicas (USP), Pós-doutorado em Química Analítica (UNICAMP), FarmacêuticaBioquímica Universidade Federal de Alfenas MG. João S. Furtado Doutor em Ciências (USP), Pós-doutorado (Universidade da Carolina do Norte, Chapel Hill, NC, EUA). José Armando-Jr Doutor em Ciências (Biologia Vegetal) (USP), Mestre (UNICAMP), Biólogo (USF). Sylvio de Queiroz Mattoso Doutor em Engenharia (USP), ex-Presidente do CEPED-BA.
_______________________________________________________________________________________________________ RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 05-124, jun. 2014
Sumário TOXICOLOGIA Aspectos toxicológicos da Benzidamina
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Plantas Tóxicas: Conhecimento de populares para prevenção de acidentes
17
Métodos alternativos in vitro e in silico: métodos auxiliares e substitutivos à experimentação animal
37
ECOTOXICOLOGIA Avaliação do potencial toxicológico de hormônios sexuais sintéticos utilizando bioensaios 58 Sewage sludge hazard index based on bioassays: strategic tool for the decisionmaking process on sludge agricultural use 76 SUSTENTABILIDADE Registro de emissão e transferência de poluentes: estudo de caso do processo de cromação de linguetas de aço carbono 83 SOCIEDADE A problematização como estratégia didática em aulas sobre uso indevido de drogas e farmacodependência
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_______________________________________________________________________________________________________ RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 05-124 jun. 2014
Revisão Aspectos toxicológicos da Benzidamina Gilberto Santos Cerqueira Programa de Pós-Graduação em Ciências Universidade Federal do Piauí, Teresina
Farmacêuticas
da
Laboratório de Anatomia, Campus CSHNB E-mail: giufarmacia@hotmail.com.
Iana Bantim Felicio Callou Doutora
em
Farmacologia,
Docente
do
Curso
de
Nutrição
da
Medicina
da
Universidade Federal do Piauí. Campus CSHNB
Rafaelly Maria Pinheiro Siqueira Doutorada
em
Farmacologia
pela
Faculdade
de
Universidade Federal do Ceará, Ceará.
Mailson Fontes de Carvalho Curso de Enfermagem da Universidade Federal do Piauí. Campus CSHNB
Ana Paula Fragoso de Freitas Doutoranda em Ciências Médicas pela Faculdade de Medicina da Universidade Federal do Ceará, Ceará.
Rivelilson Mendes de Freitas Programa de Pós-graduação em Ciências Farmacêuticas, Núcleo de Tecnologia Farmacêutica, Laboratório de Pesquisa em Neuroquímica Experimental, Universidade Federal do Piauí.
Saulo Rios Mariz Centro de Ciências Biológicas e da Saúde. Universidade Federal de Campina Grande
CERQUEIRA, Gilberto Santos; CALLOU, Iana Bantim Felicio;SIQUEIRA, Rafaelly Maria Pinheiro;DE CARVALHO, Mailson Fontes;DE FREITAS, Ana Paula Fragoso;DE FREITAS, Rivelilson Mendes;MARIZ, Saulo Rios. Aspectos toxicológicos da Benzidamina. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 05-16, jun. 2014.
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Revisão RESUMO O uso indevido de medicamentos tem sido objeto de pesquisa. Entre essas substâncias encontramos a benzidamina, um anti-inflamatório muito utilizado como droga de abuso. Assim, o objetivo desse trabalho foi realizar uma revisão bibliográfica sobre os “aspectos toxicológicos da benzidamina", enfocando questões clínicas, tanto no que concerne aos efeitos terapêuticos quanto tóxicos dessa substância. Foi realizada uma revisão bibliográfica através das bases de dados Pubmed, SciELO, Lilacs e Medline, selecionando-se estudos relevantes para a discussão do tema abordado. Após análise dos artigos selecionados, verificou-se que a benzidamina em altas doses causa um aumento da produção e da liberação dopaminérgica cerebral, acelerando a atividade no sistema mesocórtico límbico que controla as funções, como memória e emoções, causando efeitos de recompensa, tais como, alteração da percepção da realidade e consequentemente, alucinações visuais. Constata-se a necessidade de elaboração de políticas públicas para prevenção e combate ao uso de drogas, associada a um maior rigor na dispensação e comercialização desse medicamento pelas farmácias de drogarias. Palavras-chave: Benzidamina. Abuso de drogas. Farmacoepidemiologia. Toxicologia. Transtornos relacionados ao uso de substâncias. ABSTRACT The drug abuse has been the object of several research. Among these substances, the benzydamine is widely used as an anti-inflammatory and as a drug of abuse. We conducted a literature review about the "toxicological aspects of benzydamine”, focusing on clinical issues, both with regard to therapeutic effects as toxic aspects. A literature review was conducted through the databases Pubmed, Scielo, Lilacs and Medline, in which studies were selected, recent and relevant to the discussion of the subject. After analysis of the selected articles, it was found that the benzydamine in high doses causes an increase in production and release of dopamine in the brain, speeding up the activity in the limbic system that controls the functions, such as memory and emotions, causing changes in the perception of reality and consequently visual hallucinations. There is a need to formulate public CERQUEIRA, Gilberto Santos; CALLOU, Iana Bantim Felicio;SIQUEIRA, Rafaelly Maria Pinheiro;DE CARVALHO, Mailson Fontes;DE FREITAS, Ana Paula Fragoso;DE FREITAS, Rivelilson Mendes;MARIZ, Saulo Rios. Aspectos toxicológicos da Benzidamina. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 05-16, jun. 2014.
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Revisão policies for preventing and combating drug use, associating with a higher accuracy in the dispensing and commercialization of medicine by pharmacies and drugstore. Keywords: Benzydamine. Drug abuse. Pharmacoepidemiology. Toxicology. Substance-related disorders. INTRODUÇÃO A história da produção e do uso de drogas faz parte da própria história da humanidade. Nas últimas décadas, porém, em função de sua elevada frequência, transformou-se em problema mundial de saúde pública, despertando o interesse de pesquisadores (TAVARES et. 2004). O consumo de drogas tornou-se motivo de preocupação constante da sociedade brasileira. Neste contexto, as pesquisas epidemiológicas sobre o uso de substâncias psicoativas, são de especial relevância para elaboração de políticas públicas adequadas e efetivas de prevenção ao uso indevido dessas substâncias (BUCHER 1992; GUIMARÃES et al. 2004). A Benzidamina é um anti-inflamatório não esteroidal utilizado no tratamento de diversas doenças como processos inflamatórios tumefativos e dolorosos,
faringites,
laringites,
traqueítes
gengivites,
estomatites
vulvovaginites e cervicites. Esse fármaco atua basicamente inibindo a síntese das prostaglandinas, sendo esse também o mecanismo responsável por efeitos indesejáveis gastrointestinais e renais. No Brasil, é prática comum o uso indevido de benzidamina, principalmente entre menores de rua, como droga de abuso, devido aos seus efeitos alucinógenos (CANELAS et al. 2008; MOTA et al. 2010). No Brasil, levantamentos sistemáticos têm sido realizados com o objetivo de estudar a prevalência do uso de álcool e outras drogas psicoativas lícitas e ilícitas, porém existem na literatura poucos estudos demonstrando o potencial toxicológico, inclusive psicoativo, da benzidamina. CERQUEIRA, Gilberto Santos; CALLOU, Iana Bantim Felicio;SIQUEIRA, Rafaelly Maria Pinheiro;DE CARVALHO, Mailson Fontes;DE FREITAS, Ana Paula Fragoso;DE FREITAS, Rivelilson Mendes;MARIZ, Saulo Rios. Aspectos toxicológicos da Benzidamina. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 05-16, jun. 2014.
7
Revisão Dessa
forma,
estudos
dessa
natureza,
tornam-se
uma
importante
ferramenta para clínicos conduzirem o tratamento anti-inflamatório com essa droga, bem como para se subsidiar a elaboração de políticas públicas voltadas
para
a
prevenção
do
uso
indiscriminado
de
substâncias
alucinógenas. Baseado nessas premissas, o objetivo desse trabalho foi realizar uma revisão bibliográfica sobre os aspectos toxicológicos da benzidamina. METODOLOGIA Trata-se de uma pesquisa bibliográfica, de base descritiva, realizada no período de junho 2013 a abril de 2014 com o levantamento de dados pesquisados na literatura, com o objetivo de selecionar estudos relevantes e recentes para a discussão do tema abordado, encontrados em bibliotecas virtuais e base de dados como
SciELO, Lilacs e Google Acadêmico, uti-
lizando a combinação dos seguintes descritores: Benzidamina, Alucinógenos e drogas de abuso e suas respectivas traduções nos idiomas inglês e espanhol. Essa pesquisa não possui nenhum conflito de interesse. RESULTADOS E DISCUSSÃO Após as pesquisas nas bases de dados, foram encontrados alguns artigos sobre a benzidamina, conforme listado na tabela 1. Tabela 1. Distribuição dos artigos Bases de dados
Ano
n
%
Lilacs
1998-2014
03
18,75
Google acadêmico
1998-2014
10
62,5
Scielo
1998-2014
03
18,75
Total
100
CERQUEIRA, Gilberto Santos; CALLOU, Iana Bantim Felicio;SIQUEIRA, Rafaelly Maria Pinheiro;DE CARVALHO, Mailson Fontes;DE FREITAS, Ana Paula Fragoso;DE FREITAS, Rivelilson Mendes;MARIZ, Saulo Rios. Aspectos toxicológicos da Benzidamina. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 05-16, jun. 2014.
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Revisão Química e Farmacocinética A benzidamina é o 1-benzil-3-(3-dimetilaminopropil)-1-H-indazol, conforme fórmula estrutural apresentada na figura 1. Trata-se de uma base fraca, ao contrário dos medicamentos como a aspirina que são ácidos ou metabolizados em ácidos. As principais vias de biotransformação descritas em ratos e seres humanos são: N-oxidação, hidroxilação do anel benzeno ou grupo benzílico, eliminação do grupo dimetilaminopropil e desmetilação da função amino (KÖPPEL e TENCER 1985). Verificou-se que a N-oxidação da benzidamina é causada por uma monoxigenase de flavina (KAWAJI et al. 1993).
Figura 1. Estrutura química da Benzidamina A benzidamina é pouco absorvida através da pele e mucosas sendo rapidamente absorvida através do trato gastrointestinal e sua concentração plasmática atinge o pico em 2 horas (QUANE et al. 1998). A meia-vida de eliminação é de aproximadamente 13 horas. A difusão e a solubilidade deste fármaco estão dependentes do pH do meio, verificando-se a pH 9 uma maior fração não-ionizada. No entanto, verificou-se um aumento da permeação deste através das membranas com o aumento do pH na faixa de 5 a 7.6, em que para valores de pH superiores esta relação deixa de se verificar, possivelmente, devido a uma diminuição da solubilidade (SARVEIYA, 2005). Após 24 horas da administração oral, 39% do cloridrato de benzidamina é excretado via renal tanto na forma inalterado como metabolizada. CERQUEIRA, Gilberto Santos; CALLOU, Iana Bantim Felicio;SIQUEIRA, Rafaelly Maria Pinheiro;DE CARVALHO, Mailson Fontes;DE FREITAS, Ana Paula Fragoso;DE FREITAS, Rivelilson Mendes;MARIZ, Saulo Rios. Aspectos toxicológicos da Benzidamina. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 05-16, jun. 2014.
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Revisão Farmacodinâmica A Benzidamina é um anti-inflamatório não esteroidal utilizado no tratamento de diversas patologias como dor, estomatites e processos inflamatórios como vulvovaginites. Um grande contraste com os fármacos como a aspirina é que a benzidamina é um fraco inibidor da síntese de prostaglandinas, mas tem várias propriedades, que podem contribuir para a sua atividade antiinflamatória (KATZUNG 2010). Essas propriedades incluem a inibição da síntese de citoquina inflamatória, fator de necrose tumoral-α (CE50 = 25 mmol/L). A inibição da explosão oxidativa dos neutrófilos ocorre em algumas condições, em concentrações de 30 a 100 mmol/L, as concentrações que podem ser produzidas no interior de tecidos orais, após aplicação local (QUANTE et al. 1998). Uma outra atividade de benzidamina é aquela conhecida como um estabilizador da membrana, o que é demonstrado por várias ações, incluindo inibição da liberação de grânulos de neutrófilos em concentrações que variam de 3 a 30 mol / L e de estabilização de lisossomas (QUANTE et al. 1998). Outra atividade da benzidamina é a capacidade de promover estabilização da membrana, sendo demonstrado por várias ações como inibição da liberação de grânulos de neutrófilos em concentrações que variam de 3 a 30 mol / L e estabilização de lisossomas (QUANTE et al. 1998). A Benzidamina é um medicamento seguro, bem tolerado e eficaz, apresentando poucas contraindicações. Todavia, o uso em dose elevadas pode causar reações adversas importantes do ponto de vista clínico (BALDOCK et al., 1991). A tabela abaixo apresenta os principais valores de dose letal mediana (DL 50) desse fármaco para algumas espécies animais e determinadas vias de administração. CERQUEIRA, Gilberto Santos; CALLOU, Iana Bantim Felicio;SIQUEIRA, Rafaelly Maria Pinheiro;DE CARVALHO, Mailson Fontes;DE FREITAS, Ana Paula Fragoso;DE FREITAS, Rivelilson Mendes;MARIZ, Saulo Rios. Aspectos toxicológicos da Benzidamina. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 05-16, jun. 2014.
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Revisão Tabela 2. Principais valores de DL50 da Benzidamina em Animais. DL 50 (mg/Kg)
Animal
Via
740
Ratos
Oral
72
Ratos
Intraperitoneal
720
Ratos
Subcutênea
43.5
Ratos
Intravenosa
440
Ratos
Oral
110
Camundongos
Intraperitoneal
218
Camundongos
Subcutênea
33
Camundongos
Intravenosa
O uso da benzidamina é seguro em doses terapêuticas, porém estudos mostram que a ingestão de 500 mg de cloridrato de benzidamina, leva ao desenvolvimento de alucinações e, se tal uso for associado ao álcool, estas alucinações são mais intensas, por isso a utilização da benzidamina em altas dosagens tem sido muito comum entre os adolescentes e jovens, principalmente na vida noturna, em busca da alteração de consciência e de efeitos subjetivos. Na superdosagem, há o aumento da produção e da liberação de dopamina no cérebro, acelerando a atividade no sistema mesocorticolímbico, além de outros efeitos, como lapsos de memória, taquicardia, irritação gástrica e hemorragia entérica (GUIDE et al. 2006). Os efeitos visuais são semelhantes aos provocados pelo uso de ácido lisérgico (LSD). Ocorre o aumento da dopamina no cérebro, atuando no aumento de atividade do sistema límbico. Os efeitos mais relatados são as
CERQUEIRA, Gilberto Santos; CALLOU, Iana Bantim Felicio;SIQUEIRA, Rafaelly Maria Pinheiro;DE CARVALHO, Mailson Fontes;DE FREITAS, Ana Paula Fragoso;DE FREITAS, Rivelilson Mendes;MARIZ, Saulo Rios. Aspectos toxicológicos da Benzidamina. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 05-16, jun. 2014.
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Revisão luzes coloridas após a movimentação dos olhos e o efeito em câmera lenta, conhecido pelos usuários como efeito Bruce Lee (GUIDE et al. 2006). O mecanismo de ação para os efeitos alucinógenos de benzidamina é desconhecido (OPALEYE et al. 2009). Porém a presença de indazol poderia explicar as alucinações porque é semelhante ao composto de indole presente em serotonina. A semelhança estrutural entre a benzidamina e a serotonina pode ser traduzido em uma ação serotoninérgica, tais como a ativação agonista dos receptores 5HT2A. Vários compostos de indole promovem alucinação com base neste mecanismo, tal como dietilamina de ácido lisérgico (LSD) e DMT (dimethyltriptamine) (SALDANHA et al. 1993; CALLAWAY et al. 1999). Ingestão crônica de uma quantidade excessiva de benzidamina pode levar a nefropatia caracterizada por necrose papilar com descamação da papila (lesão renal) e ainda pela redução da taxa de filtração glomerular (KATZUNG
2010). Isso ocorre devido ao impedimento do efeito
vasodilatador das prostaglandinas causando vasoconstricção renal e redução na taxa de filtração glomerular. Ainda assim a lipoxigenase induz um aumento da permeabilidade de capilar, podendo contribuir para a proteinúria, por alterar a barreira de filtração glomerular (MELGAÇO et al. 2010). A maioria dos pacientes que desenvolvem nefropatia analgésica consumiram AINES por até 3 anos, entre 2 e 5 mg por dia. Nos últimos anos, uso indevido de benzidamina tem sido popular entre os adolescentes e jovens (OPALEYE et al. 2009). Na intoxicação aguda com benzidamina os principais efeitos observados são: delírio, alucinações, comportamentos anormais, dor de cabeça, nistagmo, diplopia, zumbido, tonturas, visão turva, convulsões, discinesia, letargia, perda de consciência e coma (DOGAN et al. 2006).
Vários destes sintomas podem ocorrer com
doses terapêuticas, a hipotensão e taquicardia são, por vezes presente. O
CERQUEIRA, Gilberto Santos; CALLOU, Iana Bantim Felicio;SIQUEIRA, Rafaelly Maria Pinheiro;DE CARVALHO, Mailson Fontes;DE FREITAS, Ana Paula Fragoso;DE FREITAS, Rivelilson Mendes;MARIZ, Saulo Rios. Aspectos toxicológicos da Benzidamina. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 05-16, jun. 2014.
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Revisão vômito é um importante sinal precoce de AINE overdose, e dor abdominal, náuseas e sangramento intestinal também são frequentes (VALE 1997). No Brasil os dados sobre os efeitos adversos destas drogas são escassos, mas eles incluem: eritema, prurido, fotossensibilidade, urticária, broncoespasmo e disfunção renal. Gómez-López et al. (1990) mencionam um caso de intoxicação em uma menina de seis anos que acidentalmente ingerido 500mg de benzidamina, sofrendo alucinações visuais e táteis. Sintomas como granulocitose, pancitopenia e coagulopatia também pode
ocorrer
em
aguda
administração
de
AINEs
por
overdose
(MACDOUGAL et al. 1984; VALE 1997; DOGAN et al. 2006). Em intoxicação acidental com lactente de 1 mês com um colutório a base de benzidamina observou-se manifestações neurológica caracterizada por irritabilidade, crises de espasmos, abalos musculares e cianose (SCHVARTSMAN e SCHVARTSMAN 1986). Segundo Souza et al., 2008 os principais efeitos da intoxicação com a benzidamina
encontrados
em
usuários
foram
insônia,
distúrbios
gastrointestinais, dores no estômago, alucinações visuais do tipo os raiozinhos. A superdosagem, além das alucinações, produz sensação de perseguição, medo, e em outros, tristeza e abatimento. Em um caso de intoxicação humana na Turquia foram encontrados apenas alucinações e sonolência, porém a overdose de benzidamina pode causar granulocitose, pancitopenia e coagulopatia. O tratamento dessa overdose foi terapia de suporte de rotina, lavagem gástrica, administração de carvão ativado, alcalinização urinária e diurese forçada para aumentar a eliminação de benzidamina (LO e CHAN 1983). Devido às suas características, hemodiálise é improvável para melhorar a eliminação, mas pode ser necessário se a insuficiência renal oligúrica se desenvolve (DOGAN
CERQUEIRA, Gilberto Santos; CALLOU, Iana Bantim Felicio;SIQUEIRA, Rafaelly Maria Pinheiro;DE CARVALHO, Mailson Fontes;DE FREITAS, Ana Paula Fragoso;DE FREITAS, Rivelilson Mendes;MARIZ, Saulo Rios. Aspectos toxicológicos da Benzidamina. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 05-16, jun. 2014.
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Revisão et al. 2006). Não há antídoto específico conhecido de benzidamina. A Tabela 2 resume os principais efeitos sobre os sistemas orgânicos. Tabela 3. Resumo das principais manifestações clínicas induzida pela benzidamina em seres humanos
Sistemas Sistema nervoso
Sistema digestório Sistema
Manifestações Clínicas Alucinações, sonolência, insônia, alucinações visuais do tipo os raiozinhos, como lapsos de memória, delírio, comportamentos anormais, dor de cabeça, nistagmo, diplopia, zumbido, tonturas, visão turva, convulsões, discinesia, letargia, perda de consciência e coma Distúrbios gastrointestinais, dores no estômago, vômitos, taquicardia, irritação gástrica e hemorragia entérica
urinário
Necrose papilar, Insuficiência renal, anúria, hiponatremia, diminuição da taxa de filtração glomerular
Sistema
Taquicardia, hipotensão
cardiovascular Sistema hematopoiético
Granulocitose, coagulopatia
pancitopenia
e
Segundo Saldanha et al. (1993), em todos os casos de intoxicações com benzidamina houve alucinações, que regrediram espontaneamente após quatro e 17 horas, sem sequelas, apenas com suporte citado acima.
Considerações Finais O uso da benzidamina como droga recreacional é um problema de saúde pública no Brasil e isso é agravado pela falta de política de controle CERQUEIRA, Gilberto Santos; CALLOU, Iana Bantim Felicio;SIQUEIRA, Rafaelly Maria Pinheiro;DE CARVALHO, Mailson Fontes;DE FREITAS, Ana Paula Fragoso;DE FREITAS, Rivelilson Mendes;MARIZ, Saulo Rios. Aspectos toxicológicos da Benzidamina. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 05-16, jun. 2014.
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Revisão desse medicamento. O uso dessa substância está associado a reações adversas graves no sistema nervoso, urinário e trato gastrointestinal. A elaboração de políticas públicas de combate ao consumo indiscriminado desse medicamento torna-se uma ferramenta de vital importância para diminuir seu uso irracional. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS: BALDOCK GA, BRODIE RR, CHASSEAUD LF, TAYLOR T, WAHNSLEY LM. Pharmacokinetics of benzydamine after intravenous, oral, and topical doses to human subjects. Biopharm Drug Dispos. 1991;12:481-92. BORGES BS. Avaliação da Eficácia do tratamento coadjuvante com cloridarto de benzidamina em vulvovaginites. J. Bras. Ginecologia. V.97 (1987)10; 565-56 BUCHER R. Drogas e drogadição no Brasil. Porto Alegre: Artes Médicas; 1992.
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CERQUEIRA, Gilberto Santos; CALLOU, Iana Bantim Felicio;SIQUEIRA, Rafaelly Maria Pinheiro;DE CARVALHO, Mailson Fontes;DE FREITAS, Ana Paula Fragoso;DE FREITAS, Rivelilson Mendes;MARIZ, Saulo Rios. Aspectos toxicológicos da Benzidamina. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 05-16, jun. 2014.
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artigo original Plantas Tóxicas: Conhecimento de populares para prevenção de acidentes Laís Raquel Rodrigues Silva Licenciada em Ciências Biológicas, Universidade Federal do Piauí. Campus CSHNB.
Maria Carolina de Abreu Doutora em Botânica, Professora Adjunto II, Curso de Ciências Biológicas, Universidade Federal do Piauí - Campus Senador Helvídio Nunes de Barros. E-mail: mariacarolinabreu@hotmail.com.
Paulo Michel Pinheiro Ferreira Doutor em Farmacologia, Programa de Pós-graduação em Ciências Farmacêuticas, Departamento de Biofísica e Fisiologia, Centro de Ciências da Saúde, Universidade Federal do Piauí.
Ana Carolina Landim Pacheco Doutora em Biotecnologia, Professora Adjunto II, Curso de Ciências Biológicas, Universidade Federal do Piauí, Campus Senador Helvídio Nunes de Barros.
Iana Bantin Felício Calou Doutora em Farmacologia, Professora Adjunto I, Curso de Nutrição, Universidade Federal do Piauí, Campus Senador Helvídio Nunes de Barros.
Gilberto Santos Cerqueira Pós-doutor em Morfologia, Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas da Universidade Federal do Piauí. Professora Adjunto I, Laboratório de Anatomia Universidade Federal do Piauí- Campus Senador Helvídio Nunes de Barros.
SILVA, Laís Raquel Rodrigues;ABREU, Maria Carolina de;FERREIRA, Paulo Michel Pinheiro;PACHECO, Ana Carolina Landim;CALOU, Iana Bantin Felício;CERQUEIRA, Gilberto Santos. Plantas Tóxicas: Conhecimento de populares para prevenção de acidentes. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 17-36, jun. 2014.
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artigo original RESUMO No Brasil as intoxicações com plantas tóxicas constituem um problema de saúde pública, sendo a principal causa o problema de identificação dessas espécies vegetais. Nem sempre a população tem conhecimento sobre o potencial tóxico de uma espécie vegetal, desse modo, objetivou-se avaliar o conhecimento da população do município de Francisco Santos - PI sobre plantas tóxicas. Foram aplicados 101 formulários de forma aleatória entre os moradores do município, os quais foram anteriormente esclarecidos sobre o teor da pesquisa. Constatou-se que o conhecimento sobre plantas tóxicas é empírico, o que não garante uma veracidade das informações que a população possui. Há um déficit de conhecimento sobre o assunto, evidenciado quando observados os dados sobre o tratamento no caso de acidentes. Pequena parcela dos entrevistados já recebeu algum tipo de educação para a prevenção de acidentes com plantas tóxicas. Constatasse a
necessidade
de
implementar
estratégias
educativas
capazes
de
proporcionar à população informações sobre a toxicidade de determinadas plantas, modificando hábitos errôneos e prevenindo acidentes. Palavras – chave: Intoxicações. Plantas venenosas. Toxicidade. ABSTRACT In Brazil, intoxications by toxic plants are a public health problem, and difficulty in the identification of these species is the main cause of the problem. Hardly ever people know about the toxic potential of plant species, so the objective of this study was evaluate the popular knowledge in Francisco Santos - PI about toxic plants. 101 forms were randomly applied to the residents of the town, which were previously informed about the content of the research. It was verified that knowledge about toxic plants is usually empirical, which does not guarantee accuracy of people information. There is a knowledge deficit about the subject, SILVA, Laís Raquel Rodrigues;ABREU, Maria Carolina de;FERREIRA, Paulo Michel Pinheiro;PACHECO, Ana Carolina Landim;CALOU, Iana Bantin Felício;CERQUEIRA, Gilberto Santos. Plantas Tóxicas: Conhecimento de populares para prevenção de acidentes. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 17-36, jun. 2014.
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artigo original demonstrated when observed data about treatment in case of accidental consumption. Many interviewers have received some kind of information about prevention of accidents by toxic plants. It was established the need to implement educational strategies capable of providing to the population information about the toxicity of some plants, changing bad habits and preventing intoxication. Keyword: Intoxication. Poisonous plants. Toxicity. INTRODUÇÃO Plantas tóxicas são todos os vegetais que introduzidos no organismo dos homens ou dos animais domésticos são capazes de causar danos à saúde ou até provocar a morte do animal ou atingir a vitalidade desses seres (ROSSETTI e CORSI 2009). As plantas tóxicas causam perigo para a saúde dos animais, e no ser humano muitas vezes causam efeitos indesejáveis quando usadas na forma de chás, infusões e outras formas de consumo, e daí vem a necessidade de esclarecer os níveis de toxicidade das mesmas (VASCONCELOS et al. 2009). A toxidez das plantas não é constante e pode ser afetada por diversos fatores (CHEEK 1998; TOKARNIA et al. 2000). Algumas plantas apresentam toxidez apenas em certas condições de administração ou em certas épocas do ano. Há também uma grande variação no conteúdo do princípio
tóxico
nas
diferentes
partes
das
plantas,
geralmente
a
concentração maior é nas sementes, no entanto a grande maioria das intoxicações ocorre por meio da ingestão de folhas. Muitas vezes dependendo do estado de armazenamento a toxidez da planta pode ser perdida devido ao processo de secagem das folhas (PUPO 1984; CHEEKE 1998; TOKARNIA et al. 2000; BARBOSA et al. 2007). As
plantas
tóxicas
possuem
substâncias
que
por
suas
propriedades naturais, físicas e químicas, alteram o conjunto funcional em SILVA, Laís Raquel Rodrigues;ABREU, Maria Carolina de;FERREIRA, Paulo Michel Pinheiro;PACHECO, Ana Carolina Landim;CALOU, Iana Bantin Felício;CERQUEIRA, Gilberto Santos. Plantas Tóxicas: Conhecimento de populares para prevenção de acidentes. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 17-36, jun. 2014.
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artigo original vista de sua incompatibilidade vital, conduzindo o organismo vivo a reações biológicas adversas (ALBUQUERQUE 1980). As plantas tóxicas podem ser encontradas em todos os ambientes, seja, como ornamentais no interior das residências ou nos jardins e praças. É comum a ocorrência de plantas tóxicas nas zonas rurais, não conhecidas pelas
populações
locais,
favorecendo
a
ocorrência
das
intoxicações
(VASCONCELOS 1998). No Brasil, a cada dez casos de intoxicação por plantas, seis ocorrem em crianças menores de nove anos, devido à presença de plantas toxicas em ambientes públicos, inclusive escolas. As intoxicações entre os adultos também são frequentes, sendo causadas, principalmente, pelo uso inadequado de plantas medicinais, plantas alucinógenas e abortivas (VASCONCELOS et al. 2009). O desconhecimento por parte da população sobre efeitos secundários e toxicidade de espécies utilizadas habitualmente pode levar a consequências sérias (OLIVEIRA E GONÇALVES 2006). Assim, este estudo teve como objetivo principal avaliar o conhecimento da população do município de Francisco Santos no sertão piauiense sobre plantas tóxicas baseadas na lista de plantas tóxicas do Sistema Nacional de Informações ToxicoFarmacológicas (SINITOX), e desse modo proporcionar uma discussão sobre o potencial de toxicidade para algumas espécies vegetais, identificando os tipos de plantas tóxicas existentes no município, registrando acidentes e ao mesmo tempo educando a população para a prevenção de intoxicações. METODOLOGIA O município de Francisco Santos apresenta área de 491,862 Km 2, foi fundado em 24 de dezembro de 1960, esta situadono entorno do município de Picos, região dos chamados Baixões Agrícolas Piauienses, a uma altitude de 270 metros com clima semiúmido e quente. Segundo o IBGE (2010) possui uma população estimada em 8.592 habitantes e a economia do município assenta-se, principalmente, na cajucultura e em atividades comerciais. SILVA, Laís Raquel Rodrigues;ABREU, Maria Carolina de;FERREIRA, Paulo Michel Pinheiro;PACHECO, Ana Carolina Landim;CALOU, Iana Bantin Felício;CERQUEIRA, Gilberto Santos. Plantas Tóxicas: Conhecimento de populares para prevenção de acidentes. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 17-36, jun. 2014.
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artigo original A coleta de dados foi realizada a partir das informações obtidas através da aplicação de formulários, constando de informações sobre o perfil sócio econômico e sondagem sobre o conhecimento de plantas venenosas, à uma amostra (101 sujeitos) aleatória da população do município de Francisco Santos – PI. Foram aplicados 101 formulários em residências escolhidas de forma aleatória. Durante a aplicação dos formulários, compostos por 14 questões mistas abordando o perfil da amostra e o conhecimento sobre plantas tóxicas, os participantes foram apresentados a um álbum contendo fotos de 15 plantas reconhecidamente tóxicas retiradas do sitio eletrônico do SINITOX. As imagens foram mostradas no momento em que se indagava sobre a 13º e 14º questões, as quais solicitavam o contato visual para reconhecimento das espécies tóxicas a fim de averiguar se os participantes conheciam as plantas cujas imagens eram apresentadas e se faziam cultivo de tais espécies. No processo de coleta de dados foram levadas em consideração as exigências contidas na Resolução 196/96 do Conselho Nacional de Saúde, que regulamenta a pesquisa com seres humanos (BRASIL, 1996). Para tanto os participantes assinaram o Termo de Consentimento Livre e Esclarecido, onde o mesmo apresenta proposta do estudo, assegurando aos participantes o anonimato, a privacidade e o direito de desistir em qualquer etapa da pesquisa. Esse estudo não possui nenhum conflito de interesse. Todos os formulários foram analisados à luz da literatura pertinente, e os dados compilados e os gráficos construídos por meio do programa Excel 2010. RESULTADOS E DISCUSSÃO Uma amostra da população do município de Francisco Santos foi entrevistada com o objetivo de avaliar o conhecimento sobre plantas tóxicas. Foram realizadas 101 entrevistas tendo como base um formulário com 14 questões pré-definidas. Os entrevistados foram 43 homens e 58 mulheres. SILVA, Laís Raquel Rodrigues;ABREU, Maria Carolina de;FERREIRA, Paulo Michel Pinheiro;PACHECO, Ana Carolina Landim;CALOU, Iana Bantin Felício;CERQUEIRA, Gilberto Santos. Plantas Tóxicas: Conhecimento de populares para prevenção de acidentes. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 17-36, jun. 2014.
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artigo original Nossos estudos corroboram com os estudos de Oliveira e Gonçalves (2006), que avaliando o conhecimento sobre plantas de 360 mineiros de Belo Horizonte, observou-se a prevalência do sexo feminino que parece estar mais voltado à utilização de plantas medicinais em chás e remédios, e por isso as mulheres são conhecedoras daquelas que tem poder curativo ou que são tóxicas, sabendo diferenciá-las e nomeá-las. A amostra foi composta por pessoas de diferentes graus de escolaridade, desde não alfabetizados (11) a possuidores de pós-graduação (3). A escolaridade predominante foi a de Ensino fundamental incompleto (41) seguido de Graduação Incompleto (16). Percebe-se uma maioria de sujeitos com ensino fundamental incompleto, o que se traduz em baixa escolaridade. É relevante também o número de analfabetos, que chega a representar 10,9% dos participantes. O saber investigado nesse estudo pode ser originário do meio popular, ou adquirido de outras fontes. Desse modo, ter baixa escolaridade não significa que o indivíduo não conhece sobre o potencial tóxico de determinadas plantas, pois tal saber pode ter sido a ele repassado de forma oral pelos familiares e na comunidade. Nossos estudos corroboram com estudos realizados na cidade de Pelotas, RS onde os pesquisadores observaram baixa escolaridade dos entrevistados onde 63%, possuíam apenas o ensino fundamental incompleto (CEOLIN et al. 2011). A faixa etária que prevaleceu neste estudo foi entre 18 e 30 anos (35) correspondendo a 34,6%, seguido da faixa entre 31 a 55 anos (32) equivalendo a 31,7% da amostra. As demais faixas etárias consideradas 56 a 60 anos (13), 61 à 75 anos (16) e 76 à 90 anos (5) perfizeram 33,7% restante da amostra. A terceira idade, considerada pela OMS (Organização Mundial de Saúde) como qualquer pessoa com idade igual ou superior a 60 (sessenta) anos (BRASIL 2003), ocupou apenas 20,8% desta pesquisa com 21 participantes. Essa faixa etária é dotada de maior conhecimento sobre os SILVA, Laís Raquel Rodrigues;ABREU, Maria Carolina de;FERREIRA, Paulo Michel Pinheiro;PACHECO, Ana Carolina Landim;CALOU, Iana Bantin Felício;CERQUEIRA, Gilberto Santos. Plantas Tóxicas: Conhecimento de populares para prevenção de acidentes. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 17-36, jun. 2014.
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artigo original recursos naturais, por terem sentido ao longo da vida a necessidade de recorrer às plantas como fonte de medicamento e para evitar aquelas que são tóxicas para o homem ou para os animais. Em um município pequeno como o de Francisco Santos, apenas com 53 anos de emancipação política, a medicina demorou a se fixar na cidade e durante muitos anos a terapêutica natural foi a única realizada pelos habitantes do lugar, a partir da transmissão de saberes e técnicas pelos descendentes. Desse modo, os idosos passaram a dominar o conhecimento sobre as plantas e sua utilidade benéfica ou maléfica para o homem e para os animais. O acúmulo de conhecimentos empíricos sobre a ação dos vegetais vem sendo transmitido desde as antigas civilizações até os dias atuais, e a utilização de plantas medicinais tornou-se uma prática generalizada na medicina popular. O conhecimento sobre plantas medicinais representa muitas vezes o único recurso terapêutico de muitas comunidades e grupos étnicos (ALVES et al. 2007). As novas gerações por nascerem junto às tecnologias e descobertas científicas, parecem crer menos na potencialidade das plantas naturais, seja como medicamento seja nas suas propriedades tóxicas. A renda mensal referida pelos participantes da pesquisa foi averiguada observando as classes: abaixo de um salário mínimo (42), um salário mínimo (44), dois a três salários mínimos (14) e acima de três salários mínimos (1). Prevaleceu neste estudo a renda média de um salário mínimo. O fato de a maioria dos participantes estarem na idade adulta ou velhice pode justificar a renda média mensal em torno de um salário mínimo, que seria o recebido pelos aposentados e pensionistas, e a base salarial para empregos informais no município. Por ser uma cidade pequena, seu custo de vida é também baixo, o que permite aos seus habitantes viver satisfatoriamente com tal renda. SILVA, Laís Raquel Rodrigues;ABREU, Maria Carolina de;FERREIRA, Paulo Michel Pinheiro;PACHECO, Ana Carolina Landim;CALOU, Iana Bantin Felício;CERQUEIRA, Gilberto Santos. Plantas Tóxicas: Conhecimento de populares para prevenção de acidentes. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 17-36, jun. 2014.
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artigo original Estudo de Arnous, Santos e Beinner (2005) também encontrou baixa renda em 72% dos 500 participantes de uma pesquisa com o objetivo de verificar o conhecimento e uso de plantas medicinais entre habitantes de Datas – MG. Quanto a ocorrência de intoxicações causadas por espécies de plantas, a menor parcela dos entrevistados (36) já havia sofrido algum tipo de intoxicação ou conheciam alguém que já sofreu intoxicação por alguma espécie de planta. Dentre estes, que afirmaram já ter sofrido ou conhecer alguém que já sofreu intoxicação por plantas, questionou-se ainda como se deu o tratamento para o evento de intoxicação. O tratamento doméstico das intoxicações foi a forma citada por 31 dos entrevistados enquanto apenas 5 relataram ter procurado ajuda médica. Esse dado revela que da mesma maneira que as pessoas utilizamse de plantas sem saber ao certo suas propriedades tóxicas, baseadas somente na crença popular transmitida ao longo das gerações, realizam o tratamento para os eventos de intoxicação também de modo caseiro, com fórmulas igualmente provenientes do conhecimento popular. O fato de em apenas 5 casos, dos 36 em que ocorreram intoxicações, ter havido a procura por atendimento médico deve estar relacionado a gravidade do quadro. Pode-se inferir que essa ação deu-se pela gravidade da reação tóxica, que exacerbada não pode ser tratada em casa. A fim de saber mais sobre a intoxicação ocorrida, os mesmo foram questionados sobre como se deu o contato com a planta tóxica. Os achados revelam que na maioria dos casos foi de modo acidental (34) enquanto apenas dois participantes apontaram a tentativa de uso medicinal da planta como causa para a intoxicação. Pesquisa similar realizada por Vasconcelos, Vieira e Vieira (2009) encontrou resultado semelhante, onde a maioria dos entrevistados vítimas SILVA, Laís Raquel Rodrigues;ABREU, Maria Carolina de;FERREIRA, Paulo Michel Pinheiro;PACHECO, Ana Carolina Landim;CALOU, Iana Bantin Felício;CERQUEIRA, Gilberto Santos. Plantas Tóxicas: Conhecimento de populares para prevenção de acidentes. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 17-36, jun. 2014.
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artigo original ou conhecedores de casos de intoxicação por plantas tóxicas informaram que o contato ou ingestão foi acidental, e o segundo motivo mais citado foi a tentativa de obter uso medicinal da planta. Do mesmo modo que nesta pesquisa, a maioria dos participantes que tiveram algum contato também revelou que o tratamento ocorreu em casa. Dentre os acidentes ocorridos, verificou-se qual parte da planta havia desencadeado o evento. Prevaleceu o uso das folhas do vegetal como parte utilizada para a fabricação de chás ou banho que desencadearam o quadro de intoxicação (Figura 01).
Figura 01. Órgãos das plantas que provocaram intoxicação, mencionados pelos habitantes do município de Francisco Santos – PI, 2013.
Corroborando com esta pesquisa, Maioli-Azevedo e Fonseca-Kruel (2007) em estudo sobre as plantas medicinais e/ou ritualísticas vendidas em feiras livres no Rio de Janeiro – RJ, onde entrevistaram 54 erveiros, no que se refere à parte utilizada da planta para uso medicinal ou ritual evidenciou-se um amplo uso das folhas na preparação dos remédios (58%), seguido pelo uso da flor (16,1%), a planta toda foi utilizada em 10,7% dos casos, e em porcentagem menores caule (5,3%), frutos (4,3%), casca (3,2%) e raízes (2,1%). Nosso estudo também corrobora com os estudos de Freitas e SILVA, Laís Raquel Rodrigues;ABREU, Maria Carolina de;FERREIRA, Paulo Michel Pinheiro;PACHECO, Ana Carolina Landim;CALOU, Iana Bantin Felício;CERQUEIRA, Gilberto Santos. Plantas Tóxicas: Conhecimento de populares para prevenção de acidentes. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 17-36, jun. 2014.
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artigo original colaboradores (2009), que constataram que as folhas foram à parte da planta mais utilizada na preparação dos remédios caseiros 77%. Santos, Amorozo e Ming (2008) também relataram ser a folha a parte vegetal mais utilizada com finalidade medicinal em todas as categorias de doenças e tipos de lesão, e apenas nos casos de lesão a segunda parte mais utilizada nesses casos foram as cascas. O mesmo foi relatado por Vasconcelos, Vieira e Vieira (2009), onde a parte da planta que provocou a intoxicação foi na maioria dos casos as folhas. Indagou-se os participantes sobre se já haviam recebido algum tipo de informação ou orientação a respeito das plantas tóxicas. Dentre os 101 entrevistados, 54 afirmaram que sim. Torna-se urgente o incremento de estudos
interdisciplinares
para
difusão
destes
conhecimentos,
principalmente no sentido de informar e alertar sobre os possíveis males causados por determinadas plantas ou grupos vegetais à população (MAIOLI-AZEVEDO E FONSECA-KRUEL 2007). Investigou-se também qual a fonte para obtenção de conhecimento sobre plantas tóxicas utilizadas pelos participantes do estudo (Figura 02). Dentre os meios citados, destacou-se a própria comunidade (28) como o local primordial de informações. Desse modo confirma-se o já expresso em dados anteriores que o saber dos entrevistados é proveniente do meio popular, e desse modo pode ser passível de erros, o que compromete e influi diretamente na saúde da população. A escola foi citada por 17 participantes, parte da população que deve ser a jovem que ainda frequenta a escola e nela obtém informações a este respeito.
SILVA, Laís Raquel Rodrigues;ABREU, Maria Carolina de;FERREIRA, Paulo Michel Pinheiro;PACHECO, Ana Carolina Landim;CALOU, Iana Bantin Felício;CERQUEIRA, Gilberto Santos. Plantas Tóxicas: Conhecimento de populares para prevenção de acidentes. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 17-36, jun. 2014.
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artigo original
Figura 02. Local de obtenção de informações sobre plantas tóxicas, mencionados pelos habitantes do município de Francisco Santos – PI, 2013.
Observou-se que o conhecimento que os participantes apresentam sobre as plantas tóxicas é proveniente do meio popular, onde as informações são disseminadas pela comunidade a partir de seus descendentes ou por meio de relatos de experiências pessoais com tais plantas. Desse modo, nem tudo o que sabe tem comprovação científica, e precisa ser mais bem estudado a fim de informar a população corretamente sobre os riscos aos quais estão expostos ao ter contato com tais espécies. Vasconcelos, Vieira e Vieira (2009), perguntaram entre os participantes de seu estudo se já haviam recebido algum tipo de informação sobre plantas tóxicas, e o resultado revelou que a maioria dos entrevistados (44,4%) afirmou que não. Como local para obtenção de conhecimento prevaleceu o ambiente residencial, seguido pela escola, na comunidade ou com vizinhos e uma minoria afirmou ter sido informados em virtude da formação profissional. No Brasil existem espécies vegetais conhecidas pelas suas propriedades medicinais e outras pela sua toxicidade. O desconhecimento das espécies vegetais tóxicas é apontado pelos especialistas como o principal fator para ocorrência desses acidentes. Acredita-se que a melhor forma de SILVA, Laís Raquel Rodrigues;ABREU, Maria Carolina de;FERREIRA, Paulo Michel Pinheiro;PACHECO, Ana Carolina Landim;CALOU, Iana Bantin Felício;CERQUEIRA, Gilberto Santos. Plantas Tóxicas: Conhecimento de populares para prevenção de acidentes. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 17-36, jun. 2014.
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artigo original prevenir é o conhecimento e a divulgação das espécies tóxicas, assim como a sua prevenção em programas educativos junto à população, contribuindo para a diminuição dos acidentes envolvendo plantas tóxicas ou suspeitas de toxidez (VASCONCELOS, VIEIRA E VIEIRA, 2009). Santos, Amorozo e Ming (2008), pesquisando o conhecimento popular sobre plantas medicinais entre os habitantes de uma comunidade rural do estado de São Paulo, revelaram que todos os colaboradores afirmaram ter adquirido seu conhecimento sobre plantas com membros da família, geralmente as avós e mães que eram parteiras e benzedeiras ou profissional tradicional como curandeiros, raizeiros, benzedeiras e parteiras que ali viviam. Em relação ao conhecimento sobre plantas que se não preparadas podem
causar
reação
tóxica,
54
dos
participantes
afirmaram
ser
conhecedores de tais espécies. Os entrevistados foram capazes de descrever o uso de algumas plantas que puderam identificar no álbum. Os principais foram: sobre a Taioba braba (Colocasiaantiquorum Schott), seis afirmaram não saber sua utilidade; sobre a Mamona (Ricinuscommunis L.), 35 reconheceram-na como tóxica, e 14 destes responderam que ela serve para extração de óleo, três para fazer sabão e um que serve para sugar carnegão. Dos participantes, 24 reconheceram o Pinhão roxo (Jatrophacurcas L.) e atribuíram-lhe usos como para fazer xarope para a garganta, para fazer rezas, “afinar” o sangue e para dor de cabeça. A Saia branca [Daturasuaveolens (Humboldt &Bonpland) Bercht. &Presl.] foi reconhecida por três entrevistados, porém não souberam descrever sua utilidade. A mandioca (ManihotesculentaCrantz) foi reconhecida por 35 que referiram servir para a fabricação de goma e farinha. O Tinhorão (Caladium bicolor Schott.) foi reconhecida por 22, onde oito responderam que serve para ornamentação. O Comigo-ninguém-pode (Dieffenbachiaseguine (L.) Schott) foi descrito como útil na ornamentação e para afastar mal olhado. O Avelós SILVA, Laís Raquel Rodrigues;ABREU, Maria Carolina de;FERREIRA, Paulo Michel Pinheiro;PACHECO, Ana Carolina Landim;CALOU, Iana Bantin Felício;CERQUEIRA, Gilberto Santos. Plantas Tóxicas: Conhecimento de populares para prevenção de acidentes. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 17-36, jun. 2014.
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artigo original (Euphorbiatirucalli L.) foi referido por dois participantes como útil para tirar verruga. Já
as
plantas
Urtiga
(Fleuryaaestuans
L.),
Aroeira
(Lithraeabrasiliens March.), Espirradeira (Neriumoleander L.), Coroa de Cristo
(Euphorbiamilii
(Euphorbiapulcherrima
(L.)
Des
Wild.
Moulins) exKlotzch)
e
Bico foram
de
papagaio
reconhecidas
respectivamente por 12, cinco, nove, três e dois participantes, porém não foirelacionada a nenhuma utilidade. Para verificar qual a atitude tomada pelos participantes frente à ocorrência de uma intoxicação por plantas, eles foram questionados sobre qual a primeira providência tomariam. Os achados revelam que 91,09% dos participantes afirmaram que procurariam um médico, caso ocorresse um evento do tipo. Ainda foram citadas na mesma proporção (2,97%) como atitudes imediatas em caso de intoxicação por plantas, a ingestão de leite, ingestão de água e desconhecimento de que atitude tomar caso ocorresse tal evento. Esse resultado põe em discussão a diferença entre a atitude referida e a atitude que realmente teriam os participantes em uma intoxicação por plantas, uma vez que quando questionados sobre o que fez ao se deparar com o evento a procura de assistência médica foi o menos referido, com maioria relevante afirmando ter tratado em casa o quadro tóxico. Para Vasconcelos, Vieira e Vieira (2009) há substâncias tóxicas que só fazem efeito cumulativamente, mas a maioria entra em ação ao primeiro contato. Em qualquer caso, é mais seguro comunicar o médico ou veterinário, quando se tratam de crianças ou animais. As plantas consideradas tóxicas podem causar reações diversas, desde alergias na pele
SILVA, Laís Raquel Rodrigues;ABREU, Maria Carolina de;FERREIRA, Paulo Michel Pinheiro;PACHECO, Ana Carolina Landim;CALOU, Iana Bantin Felício;CERQUEIRA, Gilberto Santos. Plantas Tóxicas: Conhecimento de populares para prevenção de acidentes. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 17-36, jun. 2014.
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artigo original e mucosas, até distúrbios cardiovasculares, respiratórios, metabólicos, gastrintestinais, neurológicos e em alguns casos o óbito. A Figura 03 traz a resposta dos participantes a respeito do conhecimento das plantas mostradas em um álbum retirada do site do SINITOX contendo algumas espécies vegetais, objetivando recorrer à memória fotográfica dos mesmos como modo de verificar o real conhecimento sobre tais plantas. Vê-se que a grande maioria dos entrevistados afirmou conhecer pelo menos uma das plantas apresentadas, e apenas oito (7,9%) deles não reconheceram nenhuma delas.
Figura 03. Reconhecimento das espécies, apresentadas em álbum fotográfico contendo espécies reconhecidamente tóxicas registradas no SINITOX, pelos habitantes do município de Francisco Santos – PI, 2013.
Estudo de Oliveira e Gonçalves (2006) para avaliar o nível de conhecimento sobre plantas medicinais e fitoterápicos e potencial de toxicidade por usuários de Belo Horizonte MG, mostrou que dos 360 participantes 88% conheciam ou já havia ouvido falar sobre as plantas abordadas. Vasconcelos,
Vieira
e
Vieira
(2009)
ao
realizarem
um
levantamento demonstraram que a maioria das pessoas entrevistadas SILVA, Laís Raquel Rodrigues;ABREU, Maria Carolina de;FERREIRA, Paulo Michel Pinheiro;PACHECO, Ana Carolina Landim;CALOU, Iana Bantin Felício;CERQUEIRA, Gilberto Santos. Plantas Tóxicas: Conhecimento de populares para prevenção de acidentes. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 17-36, jun. 2014.
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artigo original desconhece as plantas tóxicas apresentadas, o que indica a necessidade de se realizar trabalhos educativos e preventivos junto à população, haja vista que a intoxicação por plantas acontece geralmente por desconhecimento do potencial tóxico das espécies. No que se refere ao cultivo de espécies vegetais pelos participantes em suas residências, 33 afirmaram cultivar alguma das plantas mostradas no álbum em seus quintais ou jardins e 68 afirmaram não realizar tal prática. Aos que afirmaram cultivar plantas, as mais citadas dentre aquelas que apareciam no álbum de pesquisa (representadas na figura 04) foram a mandioca (12), o Tinhorão (10) e o Comigo-ninguém-pode (08).
Figura4. Espécies de plantas tóxicas cultivadas em suas residências pelos habitantes do município de Francisco-Santos – PI, 2013.
Utilizando a mesma técnica que neste estudo, de mostrar através de ilustrações algumas espécies de plantas para reconhecimento pelos entrevistados, Vasconcelos, Vieira e Vieira (2009), identificaram que 38% deles não reconheceram nenhuma das espécies apresentadas, enquanto que 62% as reconheceram na seguinte frequência: 38% Comigo-ninguém-pode, 13% Mamona e 11% distribuídos entre Copo-de-leite), Alamanda e Pinhãoroxo. SILVA, Laís Raquel Rodrigues;ABREU, Maria Carolina de;FERREIRA, Paulo Michel Pinheiro;PACHECO, Ana Carolina Landim;CALOU, Iana Bantin Felício;CERQUEIRA, Gilberto Santos. Plantas Tóxicas: Conhecimento de populares para prevenção de acidentes. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 17-36, jun. 2014.
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artigo original Ritter et al. (2002) encontraram em estudo para verificar o uso de plantas medicinais pelos habitantes de Ipê – RS que das 105 espécies identificadas e agrupadas que foram citadas pelos 252 entrevistados, 11 espécies podem ser classificadas como responsáveis por efeitos colaterais e/ou efeitos tóxicos, evidenciando a necessidade de maior envolvimento dos profissionais de saúde neste aspecto da saúde da população, a fim de implementar um processo educativo continuado. Além disso os populares também fazem uso de plantas que ainda não foram alvo de investigação científica, o que aumenta a ocorrência de intoxicações. Arnous, Santos e Beinner (2005) encontraram em pesquisa que 78,5% dos 500 participantes têm o hábito de cultivar plantas medicinais em seus quintais ou jardins. CONSIDERAÇÕES FINAIS Constatou-se que a população estudada possui um baixo conhecimento
para
identificação
de
plantas
tóxicas.
A
lacuna
de
conhecimentos sobre plantas tóxicas se fez mais evidente quando observados os dados sobre o tratamento no caso de acidentes, onde a maioria dos participantes não recorreu à ajuda médica tratando apenas em casa, sem uma melhor investigação dos efeitos do vegetal no organismo humano. Este dado foi incoerente com a atitude tomada frente aos casos de intoxicação referida pelos sujeitos, que seria recorrer a ajuda médica. Os acidentes ocorreram em sua maioria com as folhas das plantas tóxicas, que é a parte mais abundante, acessível e fácil de manipular. Um dado relevante é a informação de que apenas pequena parte dos participantes já recebeu algum tipo de educação sobre a prevenção de acidentes com plantas tóxicas, o que reforça a necessidade de intensificar estratégias educativas capazes de modificar hábitos errôneos da população em relação ao uso caseiro de plantas em que se desconhecem os reais níveis de toxicidade. Outra informação que alerta é o fato de que esse SILVA, Laís Raquel Rodrigues;ABREU, Maria Carolina de;FERREIRA, Paulo Michel Pinheiro;PACHECO, Ana Carolina Landim;CALOU, Iana Bantin Felício;CERQUEIRA, Gilberto Santos. Plantas Tóxicas: Conhecimento de populares para prevenção de acidentes. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 17-36, jun. 2014.
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artigo original conhecimento popular é difundido na comunidade, a partir de vivências próprias, o que traz o risco de que as informações repassadas estejam incorretas. Grande
maioria
dos
participantes
reconheceu
as
plantas
mostradas no álbum de pesquisa, porém nem todas eram por eles consideradas como tóxicas as que revelam um déficit de conhecimento sobre o assunto. O cultivo de plantas tóxicas em quintais e ao redor das residências expõe crianças a acidentes, aumentando as estatísticas que mostram que é nessa faixa etária que ocorrem a maioria das intoxicações. Portanto, verifica-se a necessidade urgente de educar os munícipes da cidade de Francisco Santos – PI sobre o perigo de manipular plantas tóxicas, bem como sobre a prevenção de acidentes, sobretudo entre as crianças, modificando hábitos como o de cultivar vegetais tóxicos em casa com a finalidade ornamental. Tais ações de educação popular podem ser veiculadas na mídia, realizadas em postos de saúde, grupos de convivência e demais locais com aglomerados de pessoas, a fim de que ao educar um indivíduo
este
seja
um
transmissor
de
informações
verídicas
e
fundamentadas sobre a toxicidade de determinadas plantas. AGRADECIMENTOS Agradeço ao Dr. Helson Freitas da Silveira do Laboratório de Anatomia e Dissecção Humana da Universidade Federal do Ceará pela revisão do abstract. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ALVES, R. R. N.; SILVA, A. A. G.; SOUTO, W. M. S.; BARBOZA, R. R. D. Utilização e comércio de plantas medicinais em Campina Grande, PB, Brasil. Rev. Eletrônica de Farmácia. v. 4, n. 2, p. 175-198, 2007.
SILVA, Laís Raquel Rodrigues;ABREU, Maria Carolina de;FERREIRA, Paulo Michel Pinheiro;PACHECO, Ana Carolina Landim;CALOU, Iana Bantin Felício;CERQUEIRA, Gilberto Santos. Plantas Tóxicas: Conhecimento de populares para prevenção de acidentes. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 17-36, jun. 2014.
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artigo original ARNOUS, A. H; SANTOS A. S; BEINNER, R. P. C. Plantas medicinais de uso caseiro - conhecimento popular e interesse por cultivo comunitário. Revista Espaço para a Saúde, v.6, n.2, p.1-6, 2005. BARBOSA, R.R.; RIBEIRO FILHO, M. R.; SILVA, I.P.; SOTO-BLANCO, B. Plantas tóxicas de interesse pecuário: importância e formas de estudo. Acta Veterinária Brasílica, v.1, 2007. BARG, D. G. Plantas Tóxicas. [Dissertação de Mestrado]. Pós-Graduação em Engenharia Biomédica: Faculdade de Ciências da Saúde de São Paulo. São Paulo: Instituto Brasileiro de Estudos Homeopáticos, 2004. BRASIL. Ministério da Saúde. Conselho Nacional de Saúde. Comissão Nacional de Ética em Pesquisa. Normas para pesquisa envolvendo seres humanos: (Res. CNS 196/96 e outros) Brasília, DF, 1996. Acesso em: 19/09/2008. BRASIL. Ministério da Saúde. Estatuto do Idoso. 1. ed., 2.ª reimpr. – Brasília: Ministério da Saúde, 2003. CEOLIN, Teila et al. Plantas medicinais: transmissão do conhecimento nas famílias de agricultores de base ecológica no Sul do RS. Rev. esc. enferm. USP, São Paulo, v. 45, n. 1, mar. 2011. CINTRA, P.; MALASPINA, O.; BUENO, O. C. Plantas tóxicas para abelhas: Artigo de Revisão. Arq. Inst. Biol., São Paulo, v.72, n.4, p.547-551, Out. /Dez. 2005. CHEEKE, P.R. Natural toxicants in feeds, Forages, and Poisonous Plants.2ª Ed. Danville: IntertatePublisshers, 1998. CORREA, F. R.; MEDEIROS, R. M. T. Intoxicações por plantas em ruminantes no Brasil e no Uruguai: importância econômica, controle e riscos para a saúde pública. Pesq. Vet. Bras.21(1):00-00, jan. /mar. 2001. COSTA, R.L.D.; MARINI, A.; TANAKA, D.; BERND’T, A.; ANDRADE E F.M.E. Um caso de intoxicação de bovinos por Enterolobium contortisiliquum (timboril) no Brasil. Archivos de Zootecnia. V. 58, n. 222, p. 313-316, 2009. FRANÇA, I. S. X.; SOUZA, J. A.; BAPTISTA, R. S.; BRITTO, V. R. S. Medicina popular: benefícios e malefícios das plantas medicinais. Rev. Bras. Enferm, v. 61, n. 2, p. 201-8, 2008. SILVA, Laís Raquel Rodrigues;ABREU, Maria Carolina de;FERREIRA, Paulo Michel Pinheiro;PACHECO, Ana Carolina Landim;CALOU, Iana Bantin Felício;CERQUEIRA, Gilberto Santos. Plantas Tóxicas: Conhecimento de populares para prevenção de acidentes. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 17-36, jun. 2014.
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artigo original FREITAS, APF; LUCENA, CT; MORAIS, AT; CERQUEIRA, GS; OLIVEIRA, TL; DINIZ, MFF. Levantamento de plantas medicinais utilizadas no sertão paraibano: um estudo transversal. Conceitos Volume 8, Número 16, 15-20 páginas, 2011 GIL, A.C. Como elaborar projetos de pesquisa. 4.ed. São Paulo: Atlas, 2010. JUNIOR, V. F. V.; PINTO, A. C.; MACIEL, M. A. Plantas medicinais: cura segura? Revista Química Nova. v. 28, n. 3, São Paulo, 2005. MAIOLI-AZEVEDO, V.; FONSECA-KRUEL, V. S. Plantas medicinais e ritualísticas vendidas em feiras livres no Município do Rio de Janeiro, RJ, Brasil: estudo de caso nas zonas Norte e Sul. Acta bot. bras., v. 21, n. 2, p. 263-275, 2007. MARCONI, M. A.; LAKATOS, E. M. Fundamentos de metodologia científica. - 5. ed. - São Paulo: Atlas 2003. MATOS, F. J. A.; LORENZIN, H.; SANTOS, L. F. L.; MATOS, M. E. O.; SILVA, M. G. V.; SOUSA, M. P. Plantas tóxicas – Estudo de Fitotoxicologia Química de Plantas Brasileiras. São Paulo: Plantarum, 2011. OLIVEIRA, F. Q.; GONÇALVES, L. A. Conhecimento sobre plantas medicinais e fitoterápicos e potencial de toxicidade por usuários de Belo Horizonte, Minas Gerais. Revista Eletrônica de Farmácia, v. 3, n. 2, p. 36-41, 2006. RITTER, M. R.; SOBIERAJSKI, G. R.; SCHENKEL, E. P.; MENTZ, L. A. Plantas usadas como medicinais no município de Ipê, RS, Brasil. Rev. Bras. De Farmacognosia, v. 12, n. 2, p. 51 – 62, 2002. RIET-CORREA, F.; MENDEZ, M.C.; SCHILD, A.L. Intoxicações por plantas e micotoxicoses em animais domésticos. Montevideo. Editorial Hemisfério Sul, 1993. ROSSETTI, A. C. P. A.; CORSI, M. PLANTAS TÓXICAS DE INTERESSE PECUÁRIO REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 01 – disponível em www.projetocapim.com.br.Projeto CAPIM – Pesquisa e Extensão; Departamento de Zootecnia; ESALQ-USP.Abril de 2009
SILVA, Laís Raquel Rodrigues;ABREU, Maria Carolina de;FERREIRA, Paulo Michel Pinheiro;PACHECO, Ana Carolina Landim;CALOU, Iana Bantin Felício;CERQUEIRA, Gilberto Santos. Plantas Tóxicas: Conhecimento de populares para prevenção de acidentes. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 17-36, jun. 2014.
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artigo original SANTOS, J. F. L.; AMOROZO, M. C. M.; MING, L. C. Uso popular de plantas medicinais na comunidade rural da Vargem Grande, Município de Natividade da Serra, SP. Rev. Bras. Pl. Med., Botucatu, v.10, n.3, p.6781, 2008. TOKARNIA, C.H.; DÖBEREINER, J.; PEIXOTO, P.V. Plantas Tóxicas do Brasil. Editora Helianthus. Rio de Janeiro. 2000. TOKARNIA, C.H.; DÖBEREINER, J. Intoxicação por Palicoureamarcgravii (Rubiaceae) em bovinos no Brasil. Pesquisa Veterinária Brasileira. V.6, n.3, p. 73-92, 1986. VASCONCELOS, J. ; VIEIRA, J. G. de P.; VIEIRA, E. P. de P. Plantas Tóxicas: Conhecer para Prevenir. Revista Científica da UFPA, v. 7, n 01, 2009.
SILVA, Laís Raquel Rodrigues;ABREU, Maria Carolina de;FERREIRA, Paulo Michel Pinheiro;PACHECO, Ana Carolina Landim;CALOU, Iana Bantin Felício;CERQUEIRA, Gilberto Santos. Plantas Tóxicas: Conhecimento de populares para prevenção de acidentes. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 17-36, jun. 2014.
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Ensaio Métodos alternativos in vitro e in silico: métodos auxiliares e substitutivos à experimentação animal Julia Costa Victal Farmacêutica Bioquímica graduada pelas Faculdades Oswaldo Cruz. Cursando especialização em Assuntos Regulatórios em Cosméticos e Medicamentos na Faculdades Oswaldo Cruz. Analista de Assuntos Regulatórios no Sindusfarma.
Laura Brisighelo Valério Farmacêutica Bioquímica graduada pelas Faculdades Oswaldo Cruz. Analista da avaliação do risco humano na Syngenta.
Mariana Cardoso Oshiro Farmacêutica Bioquímica graduada pelas Faculdades Oswaldo Cruz. Analista de Registro da Vigna Brasil Consultoria em Assuntos Estratégicos e Regulatórios Ltda.
Stephanie Costa Baptista Farmacêutica Bioquímica graduada pelas Faculdades Oswaldo Cruz. Analista de informações médicas na Boehringer Ingelheim do Brasil.
Fabriciano Pinheiro Biomédico, IB-UNESP/Botucatu. Mestre em Toxicologia e Análises Toxicológicas, FCF-USP/SP. Coordenador e professor do curso de pósgraduação em Ciências Toxicológicas das Faculdades Oswaldo Cruz/SP. Coordenador da Comissão de Estudos “Informações sobre Segurança, Saúde e Meio Ambiente relacionados a Produtos Químicos” (CE10:101.05) do Comitê Brasileiro de Química (ABNT/ CB-10). Diretor técnico da Intertox.
VICTAL, Julia Costa;VALÉRIO, Laura Brisighelo;OSHIRO, Mariana Cardoso;BAPTISTA, Stephanie Costa;PINHEIRO, Fabriciano. Métodos alternativos in vitro e in silico: métodos auxiliares e substitutivos à experimentação animal. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 36-57, jun. 2014.
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Ensaio RESUMO Há uma grande quantidade de substâncias químicas presentes no mercado mundial, como por exemplo, nos setores de agroquímicos e cosméticos, e devido a necessidade da comprovação de segurança humana e ambiental, inúmeros animais são utilizados em experimentação. Nas últimas décadas, esta prática vem sendo alvo de muitas críticas por vários segmentos da sociedade que questionam o sofrimento dos animais. Na busca de uma abordagem que reduza, refina e substitua o uso dos animais, surgem metodologias alternativas embasadas na política dos 3R’s. Assim, neste trabalho, reúnem-se análises e discussões para emprego de testes in vitro e modelos in silico como metodologia alternativa para testes in vivo, considerando o bem estar animal, e a presença dessas novas metodologias no cenário regulatório nacional e internacional. A partir do exposto observase que os métodos alternativos podem se comportar como ferramentas complementares aos testes in vivo, bem como ser um substitutivo à experimentação animal. Palavras-chave: Bem estar animal. Métodos alternativos. Programa 3R’s. Experimentação animal. Toxicologia. Sistema de Teste Integrado. ABSTRACT There are a lot of chemical substances present in the world market in areas such as agrochemicals and cosmetics, and because the need for human and environmental safety assessment, many animals are used in experiments. In recent decades, this practice has been the target of much criticism by various segments of society, questioning the suffering of animals. In search of an approach to reduce, refine and replace the use of animals, alternative methodologies arise based in the 3R’s program. In this work, reviews and discussions for the employment of “in vitro” tests and “in silico” models as an alternative methodology to “in vivo” tests are gathered considering animal welfare and the presence of these new methodologies in the national and international regulatory scenario. From the foregoing, it can be seen that the alternative methods may behave as complementary tools for “in vivo” testing, as well as being a substitute for animal experimentation. Keyword: Animal welfare. Alternative methods. 3R’s Program. Animal experimentation. Toxicology. Integrated Testing Strategies. VICTAL, Julia Costa;VALÉRIO, Laura Brisighelo;OSHIRO, Mariana Cardoso;BAPTISTA, Stephanie Costa;PINHEIRO, Fabriciano. Métodos alternativos in vitro e in silico: métodos auxiliares e substitutivos à experimentação animal. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 36-57, jun. 2014.
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Ensaio INTRODUÇÃO A utilização de animais para a compreensão de processos biológicos começou na antiguidade, provavelmente com os estudos de Hipócrates (450 a.C.), que relacionavam o aspecto de órgãos humanos doentes com os de animais. Desde então, experimentos em animais começaram a ser amplamente realizados a fim de produzir conhecimento científico útil aos seres humanos. A utilização de animais em experimentação é realizada por inúmeros motivos, dentre estes, para avaliar a toxicidade de produtos químicos de uso final, como cosméticos e agrotóxicos. A avaliação da toxicidade de uma substância tem como objetivo predizer os efeitos nocivos que esta poderá desencadear quando em contato com humanos pelas diferentes vias de exposição (oral, dérmica, inalatória, dentre outras). Para cumprir este propósito, o modelo animal, em mamíferos, é o mais utilizado nos estudos toxicológicos e, requerido nos processos investigativos, desde o desenvolvimento de produtos até seu registro e comercialização (CAZARIN et al. 2004). Entretanto, nas últimas décadas, essa prática vem sendo alvo de muitas críticas por diversos segmentos da sociedade, os quais questionam o sofrimento destes animais, exigindo da comunidade científica e das autoridades, testes alternativos à experimentação animal. Atualmente, alguns métodos alternativos à experimentação animal estão disponíveis para avaliação da toxicidade. Nos Estados Unidos, por exemplo, o NTP Interagency Center for the Evaluation of alternative Toxicological Methods (NICEATM) juntamente com Interagency Coordinating Committee on the Validation of Alternative Methods (ICCVAM) disponibilizam em seu website uma relação de métodos alternativos validados e já adotados por agências internacionalmente reconhecidas, como a Organisation for Economic Co-operation and Development (OECD). Neste artigo, reúnem-se informações a respeito de metodologias alternativas in vitro e in silico, além de análise e discussão do emprego dessas novas técnicas dentro do panorama regulatório da indústria cosmética e agroquímica.
O USO DE ANIMAIS NA ÁREA CIENTÍFICA A experimentação animal tem servido, ao longo de muitos anos, como um meio de se determinar a eficácia e a segurança de diversas substâncias e VICTAL, Julia Costa;VALÉRIO, Laura Brisighelo;OSHIRO, Mariana Cardoso;BAPTISTA, Stephanie Costa;PINHEIRO, Fabriciano. Métodos alternativos in vitro e in silico: métodos auxiliares e substitutivos à experimentação animal. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 36-57, jun. 2014.
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Ensaio produtos, em inúmeras áreas. A princípio, qualquer animal pode servir à experimentação, porém tem-se procurado utilizar um modelo que apresente melhor resposta a um determinado estímulo, seja por sua maior sensibilidade, facilidade de manejo e evidenciação do efeito ou por sua similaridade anatômica, fisiológica ou metabólica com o homem (ANVISA 2012). Entretanto, o uso de animais em experimentos tem sido razão de muitas discussões em função da alta quantidade utilizada e do sofrimento causado aos animais. Há uma tendência mundial para reavaliar a utilização de animais nos experimentos, concretizada a partir de um programa denominado de 3R’s (Reduction, Refinement, Replacement), que objetiva, diminuir o número de animais utilizados, minimizar a dor e o desconforto e buscar alternativas para a substituição dos testes in vivo (CAZARIN et al. 2004). O PROGRAMA 3R’s O conceito dos 3R’s surgiu em 1954, em um projeto da Federação das Universidades para o bem estar animal (The Universities Federation for Animal Welfare). Em 1959, Willian Russell e Rex Burch publicaram o livro Princípios das Técnicas Experimentais Humanizadas (The Principles of Humane Experimental Technique), no qual afirmaram que a boa pesquisa em animais deve respeitar os princípios dos 3R’s. O programa dos 3R’s é assim denominado em função das iniciais em inglês, Reduction (redução), Refinement (refinamento) e Replacement (substituição) e tem como objetivo assegurar uma pesquisa racional e minimizar o uso de animais e o seu sofrimento, sem comprometer a qualidade do trabalho científico que está sendo executado, visualizando, futuramente, a total substituição de animais por modelos experimentais alternativos (ANVISA 2012; RUSSEL 1992) A redução é a diminuição do número de animais utilizados em um único teste para avaliação de um determinado desfecho. Isso se torna possível quando algumas ações são adotadas, como: i) desenvolvimento de novos protocolos com a utilização de menor número de animais por experimento; ii) evitar a não replicação dos estudos conduzidos in vivo e a condução de estudos utilizando modelos animais que têm demonstrado irrelevância na extrapolação dos efeitos para a espécie humana; iii) desenvolvimento de metodologias ex vivo e in vitro, com o intuito de utilizálas como triagem (screening) para a identificação do efeito de relevância e para posterior investigação; iv) aperfeiçoamento da qualidade técnica dos VICTAL, Julia Costa;VALÉRIO, Laura Brisighelo;OSHIRO, Mariana Cardoso;BAPTISTA, Stephanie Costa;PINHEIRO, Fabriciano. Métodos alternativos in vitro e in silico: métodos auxiliares e substitutivos à experimentação animal. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 36-57, jun. 2014.
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Ensaio ensaios; e v) a obtenção do maior número possível de informações relevantes em um pequeno número de animais (RUSSEL 1992; BALLS 1994; CAZARIN et al. 2004). No refinamento, o principal objetivo é a melhora na condução dos estudos no sentido de minimizar a dor e sofrimento dos animais, como por exemplo, o uso de anestésicos ou analgésicos (quando estes não interferirem nos experimentos) ou na manutenção dos animais em grupos, quando o desenho experimental não exige isolamento. Já a substituição significa deixar de usar os animais, substituindo os estudos in vivo por outras metodologias (RUSSEL 1992; BALLS 1994; CAZARIN et al. 2004). METODOLOGIAS ALTERNATIVAS – IN VITRO O uso de métodos alternativos apresenta diversas vantagens, que vão desde a não utilização de animais, quando se trata de métodos de substituição, até a redução de custos, já que não se faz necessária a existência de infraestrutura de biotérios para criação e manutenção dos animais. Adicionalmente os métodos in vitro apresentam como benefício o fato de serem menos sujeitos a interferentes externos, já que os animais sofrem influência de presença de ruídos, alterações de metabolismo em função de alguma modificação de temperatura, ciclo de luz, umidade etc. Da mesma forma, o espaço requerido para um teste in vitro é muito menor do que necessário para o estabelecimento de um biotério. Isso facilita de forma significativa a difusão e implantação desses métodos (PRESGRAVE et al. 2010). A seguir, são apresentados alguns métodos alternativos realizados in vitro que possuem metodologia mundialmente reconhecida para a avaliação de endpoints toxicológicos para: irritação/corrosão dérmica, irritação/corrosão ocular, método alternativo para avaliação de citotoxicidade ocular e sensibilização. Irritação/corrosão dérmica Alguns métodos in vitro são recomendados para substituir os ensaios em pele de coelhos, minimizando a dor e o sofrimento dos animais. Porém, a maioria dos ensaios atualmente propostos consegue identificar apenas as substâncias corrosivas e diferenciá-las das não corrosivas, não medindo o VICTAL, Julia Costa;VALÉRIO, Laura Brisighelo;OSHIRO, Mariana Cardoso;BAPTISTA, Stephanie Costa;PINHEIRO, Fabriciano. Métodos alternativos in vitro e in silico: métodos auxiliares e substitutivos à experimentação animal. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 36-57, jun. 2014.
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Ensaio potencial de causar irritação dérmica, como no teste clássico in vivo (CORRÊA et al. 2009). Neste contexto, até o presente momento há quatro protocolos de testes in vitro com modelos de pele humana e/ou animal, adotados internacionalmente pela OECD (430, 431, 432 e 435) e validados pela Interagency Coordinating Committee on the Validation of Alternative Methods (ICCVAM) para avaliar corrosão dérmica. Embora não substitua na sua totalidade o teste in vivo para avaliar este endpoint toxicológico, o ICCVAM recomenda que os quatro métodos devam ser utilizados como parte de uma análise de peso da evidência em um sistema de teste integrado para irritação/corrosão dérmica (NATIONAL TOXICOLOGY PROGRAM 2012b). OECD 430: In vitro skin corrosion – Transcutaneous Electrical Resistance Test (TER), teste de resistência elétrica transcutânea, de 2013, que permite a avaliação de substâncias e misturas corrosivas, possibilitando discriminar de forma confiável os corrosivos dérmicos dos não corrosivos. Materiais corrosivos são identificados pela habilidade de produzir a perda da integridade do estrato córneo normal e da função de barreira, medida pela redução da resistência elétrica transcutânea (medida da impedância elétrica da pele através de uma corrente elétrica de baixa voltagem); geralmente, substâncias não corrosivas para os animais não causam redução da resistência elétrica transcutânea (TER). Um sistema de corante é utilizado no teste para confirmar resultados positivos. O teste não fornece informações sobre irritação dérmica, assim como não permite classificar as substâncias corrosivas em subcategorias, como proposto pelo Sistema de Classificação de Perigo GHS (Globally Harmonised System of Classification and Labelling of Chemicals), da ONU (CORRÊA et al. 2009; ORGANISATION FOR ECONOMIC CO-OPERATION AND DEVELOPMENT 2013b). OECD 431: In vitro skin corrosion: reconstructed human epidermis (RHE) test method – (EpiDermTM, EPISKIN™), teste com modelo de epiderme humana, de 2013, que permite a identificação de substâncias e misturas corrosivas. O princípio do método é baseado na hipótese de que as substâncias corrosivas são capazes de penetrar o estrato córneo por difusão ou erosão, sendo citotóxicas para as células das camadas mais profundas (CORRÊA et al. 2009; ORGANISATION FOR ECONOMIC CO-OPERATION AND DEVELOPMENT 2013a).
VICTAL, Julia Costa;VALÉRIO, Laura Brisighelo;OSHIRO, Mariana Cardoso;BAPTISTA, Stephanie Costa;PINHEIRO, Fabriciano. Métodos alternativos in vitro e in silico: métodos auxiliares e substitutivos à experimentação animal. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 36-57, jun. 2014.
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Ensaio OECD 435: In vitro membrane barrier test method for skin corrosion (Corrositex®), adotado em 2006, descreve um método que permite a identificação de substâncias e misturas corrosivas e possibilita a classificação destas em subcategorias de acordo com os critérios do GHS. O tempo decorrido entre a aplicação da substância-teste e a penetração na membrana é utilizado para classificar a substância em termos de corrosividade (CORRÊA et al. 2009; ORGANISATION FOR ECONOMIC CO-OPERATION AND DEVELOPMENT 2006). OECD 432: In vitro 3T3 NRU photoxicity test, teste de fototoxicidade in vitro em células 3T3 NRU, de 2004, avalia o dano à pele por meio da fototoxicidade, que é a resposta tóxica provocada ou aumentada após exposição subsequente à luz, ou que é induzida por irradiação na pele após administração sistêmica da substância. Esse teste é utilizado para identificar o potencial fototóxico das substâncias e mensurado pela redução da viabilidade de células expostas à substância-teste na presença e ausência de luz (ANVISA 2012; CORRÊA et al. 2009; ORGANISATION FOR ECONOMIC CO-OPERATION AND DEVELOPMENT 2004a). Irritação/corrosão ocular Através de um conjunto de métodos in vitro (BCOP, ICE, HET-CAM, citotoxicidade pela difusão em gel de agarose, citotoxicidade pelo método do Vermelho Neutro, citotoxicidade pelo método do NRU, MTT, RBC), agrupam-se informações que oferecem subsídios para garantir a segurança do produto a nível ocular. Como há mais de um mecanismo de irritação ocular, apenas um ensaio in vitro não é suficiente para uma completa avaliação. O ideal é a obtenção de dados relacionados à vascularização (HetCam), opacidade/permeabilidade (BCOP) e citotoxicidade (NRU, MTT, RBC) (ANVISA 2012). OECD 437: Bovine Corneal Opacity and Permeability Test Method for Identifying Ocular Corrosives and Severe Irritants – O teste de opacidade e permeabilidade da córnea bovina, de 2013, foi desenvolvido para que pudessem ser utilizados os órgãos de uma espécie que é rotineiramente abatida para fins alimentícios, visando substituir futuramente o teste de irritação ocular in vivo, ou ocular de Draize (ICCVAM 2012a). O método mensura o potencial de corrosividade ocular ou irritação severa de uma substância, medida pela habilidade daquela em induzir opacidade e aumentar a permeabilidade na córnea bovina isolada
VICTAL, Julia Costa;VALÉRIO, Laura Brisighelo;OSHIRO, Mariana Cardoso;BAPTISTA, Stephanie Costa;PINHEIRO, Fabriciano. Métodos alternativos in vitro e in silico: métodos auxiliares e substitutivos à experimentação animal. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 36-57, jun. 2014.
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Ensaio (ORGANISATION FOR DEVELOPMENT 2013c).
ECONOMIC
CO-OPERATION
AND
OECD 438: Isolated Chicken Eye (ICE) Test Method for Identifying Ocular Corrosives and Severe Irritants, de 2013. Esse método avalia o potencial em causar corrosão e/ou irritação severa medida pela habilidade de induzir toxicidade em olhos anucleados de galinhas. Os efeitos tóxicos são determinados pela avaliação qualitativa da opacidade e do dano ao epitélio (retenção da fluoresceína), pela medida quantitativa do aumento do edema e pela avaliação qualitativa dos danos morfológicos macroscópicos na superfície. A opacidade da córnea, o edema e os danos oculares após exposição à substância-teste são avaliados individualmente e então combinados para derivar a classificação de irritação ocular (CORRÊA et al. 2009; ORGANISATION FOR ECONOMIC CO-OPERATION AND DEVELOPMENT 2013d). HET-CAM – Hens Egg Test-Chorion Allantoic Membrane (Teste da membrana cório-alantóide do ovo de galinha), o método tem como objetivo identificar e avaliar o potencial irritante de um produto ou substância química sobre a Membrana Cório-Alantóide (CAM) do ovo embrionado da galinha no décimo dia de incubação. O ensaio é baseado na observação dos efeitos irritantes (hiperemia, hemorragia e coagulação), após 5 minutos da aplicação do produto, puro ou diluído, sobre a cório-alantóide (ANVISA 2012). O método HET-CAM tem o potencial de reduzir e refinar o uso de animais nos testes de irritação ocular. As substâncias identificadas como corrosivas ou irritantes seriam excluídas dos testes in vivo, o que reduziria o número de coelhos para o teste e pouparia o sofrimento dos mesmos. Além disso, o método reduz o tempo necessário para avaliar uma substância quando comparado com o método in vivo (ICCVAM 2012b). Citotoxicidade A Citotoxicidade pelo Método MTT é avaliada com ajuda do um corante vital, o (brometo de 3-[4,5-dimetil-tiazol-2-il]-2,5-difeniltetrazólio (MTT). Os parâmetros de avaliação observados são a porcentagem de morte celular e a inibição de 50% do crescimento celular. Este teste não se aplica a produtos insolúveis em água (ANVISA 2012). Na Citotoxicidade pelo Método de Vermelho Neutro, utiliza-se uma cultura de células fibroblásticas de córnea de coelho da linhagem SIRC CCL 60, adicionadas ao corante Vermelho Neutro ou MTT. A captação do VICTAL, Julia Costa;VALÉRIO, Laura Brisighelo;OSHIRO, Mariana Cardoso;BAPTISTA, Stephanie Costa;PINHEIRO, Fabriciano. Métodos alternativos in vitro e in silico: métodos auxiliares e substitutivos à experimentação animal. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 36-57, jun. 2014.
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Ensaio corante pelas células viáveis é quantificada por espectrofotometria através de um leitor automático de microplacas. Este método pode ser utilizado para todo tipo de formulação, exceto aquelas que possuam propriedades fixadoras, como as formulações alcoólicas (ANVISA 2012). O teste de Citotoxicidade pela Difusão em Gel de Agarose é indicado para emulsões e géis com fase contínua aquosa. A aplicação desses produtos na superfície de um gel agarose em contato com as células do tecido conjuntivo de camundongo gera um halo. O diâmetro do halo corresponde a citotoxicidade do produto testado e a sua capacidade de se difundir no gel agarose. Como indicador, utiliza-se um corante vital como o MTT ou Vermelho Neutro (ANVISA 2012). Sensibilização Para ensaios de sensibilização da pele, pode-se empregar o teste chamado RBC (Red Blood Cells System). Este ensaio permite quantificar e avaliar os efeitos adversos dos tensoativos empregados em xampus, sabonetes líquidos e produtos de higiene sobre a membrana plasmática das hemácias de carneiro e a consequente liberação da hemoglobina (hemólise). O índice de desnaturação da hemoglobina é avaliado através de sua forma oxidada e ambos quantificados por espectrofotometria. A relação entre a hemólise e a oxidação da hemoglobina fornece um parâmetro de caracterização dos efeitos dessas substâncias in vitro (ANVISA 2012). METODOLOGIAS ALTERNATIVAS – IN SILICO Os modelos in silico são desenvolvidos utilizando programas computacionais que permitem a predição do risco e perigo de uma substância química segundo sua estrutura molecular. A análise de uma substância química pelo método in silico engloba os seguintes conceitos: (Quantitative) Structure-Activity Relationship [(Q)SAR] e sistemas inteligentes (EUROPEAN CHEMICALS AGENCY 2008). QSAR e SARs em conjunto são referidos como (Q)SAR, modelos teóricos que podem ser usados para prever as características físico-químicas, biológicas e propriedades de destino ambiental de compostos a partir de um conhecimento da sua estrutura molecular (EUROPEAN CHEMICALS AGENCY 2008). Os dois termos podem ser definidos da seguinte forma:
VICTAL, Julia Costa;VALÉRIO, Laura Brisighelo;OSHIRO, Mariana Cardoso;BAPTISTA, Stephanie Costa;PINHEIRO, Fabriciano. Métodos alternativos in vitro e in silico: métodos auxiliares e substitutivos à experimentação animal. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 36-57, jun. 2014.
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Ensaio SAR é um modelo teórico qualitativo que oferece informações sobre o potencial de atividade biológica (por exemplo, toxicidade) de determinado fragmento molecular ou subestrutura (SANTOS 2013). Um QSAR é um modelo matemático que relaciona a resposta biológica com as propriedades físico-químicas e estruturais (variáveis independentes) de uma molécula. Através de um modelo matemático é possível interpretar, por exemplo, o modo de ação de um agente químico (ligação a um receptoralvo, ligação à molécula de DNA, entre outros) (SANTOS 2013). Os sistemas inteligentes têm como objetivo mimetizar o pensamento humano realizando predições sobre a estrutura molecular e sua possível atividade biológica através de uma base de conhecimento. Esses sistemas seriam capazes de resolver problemas, tomar decisões e ser criativo, diferentemente do sistema QSAR tradicional mais simplificado que não leva em consideração a formação de metabólitos, derivados da molécula analisada e suas possíveis atividades toxicológicas (JUDSON 1992). Atualmente, uma ampla gama de ferramentas de software está disponível gratuitamente e comercialmente a fim de predizer propriedadesquímicas, parâmetros toxicológicos e outros efeitos toxicológicos e biológicos, assim como o destino no ambiente e nos organismos biológicos. É observada também uma crescente literatura científica que relata inúmeros modelos QSAR (EUROPEAN CHEMICALS AGENCY 2008). Tabela 1: Ferramentas de software comumente utilizadas e gratuitamente disponíveis Software Metodologia Comentários EPI Suite; US EPA Estatístico Ferramenta adequada para usuários não especializados. OncoLogic®; US EPA Baseada no conhecimento Ferramenta adequada para usuários com um conhecimento limitado da química. Previsões transparentes. Toxtree; EC – JRC Híbrido - Estatística e Ferramenta de código aberto e adequada baseada no conhecimento para usuários não especializados. Toxmatch; EC – JRC Estatístico Ferramenta de pesquisa e de código aberto para análise de similaridade química. Conhecimentos especializados necessários. OECD QSAR Toolbox Híbrido - Estatística e Ferramenta de pesquisa de mecanismos baseada no conhecimento de perfis, grupos de química e leitura de diâmetro. Conhecimentos especializados necessários Lazar; In silico Estatístico Ferramenta de código Web acessível e VICTAL, Julia Costa;VALÉRIO, Laura Brisighelo;OSHIRO, Mariana Cardoso;BAPTISTA, Stephanie Costa;PINHEIRO, Fabriciano. Métodos alternativos in vitro e in silico: métodos auxiliares e substitutivos à experimentação animal. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 36-57, jun. 2014.
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Ensaio Toxicology (Freiburg university) CAESAR models
project Estatístico
PASS
Estatístico
T.E.S.T.
Estatístico
aberto em desenvolvimento no projeto OpenTox. Adequado para usuários não especializados. Ferramenta de código Web acessível e aberto desenvolvido no projeto da UE César. Adequado para usuários não especializados Acessível via web e gera previsões “online” após a inscrição. Ferramenta de código aberto que realiza estimativa de toxicidade. Desenvolvida pelo EPA dos EUA, é adequado para usuários não especializados.
Fonte: (JOINT RESEARCH CENTER 2011).
Nos Estados Unidos, a United States Environmental Protection Agency (USEPA) desenvolveu um programa de pesquisa em Toxicologia Computacional denominado EPA's Computational Toxicology Research (CompTox). Através da parceria com instituições de pesquisa, associações comerciais, agências federais, indústrias, ONGs, universidades e diversos colaboradores é possível o compartilhamento de dados de pesquisa e estudos e a criação de um banco de dados voltado para avaliação de risco de uma substância química, embasados em dados seguros e atualizados. Parcerias com empresas farmacêuticas e empresas de cosméticos permitem a redução dos testes em animais, diminuindo os custos da avaliação do potencial de toxicidade de uma substância (UNITED STATES ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY 2012a). A seguir uma breve descrição dos projetos, bases de dados e ferramentas do CompTox: Projetos, bases de dados e ferramentas do CompTox - Actor and ToxRefDB (Aggregated Computational Toxicology Resource and Toxicity Reference Database) Base de dados disponíveis aos cientistas e ao público em geral, permite a pesquisa e download de resultados de testes toxicológicos resultantes de milhares de substâncias químicas. O programa agrega mais de 500 fontes públicas de 500.000 substâncias químicas, sendo a fonte de dados principal, capaz de ligar e disponibilizar dados para os outros programas da CompTox (ToxRefDB, DSSTox e ToxCastDB) (UNITED STATES ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY 2012b). VICTAL, Julia Costa;VALÉRIO, Laura Brisighelo;OSHIRO, Mariana Cardoso;BAPTISTA, Stephanie Costa;PINHEIRO, Fabriciano. Métodos alternativos in vitro e in silico: métodos auxiliares e substitutivos à experimentação animal. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 36-57, jun. 2014.
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Ensaio - DSSTox (Distributed Structure-Searchable Toxicity) O site oferece um fórum de discussão ao público, que permite publicações, downloads, pesquisa e arquivos químicos padronizados de estrutura química associados com dados de toxicidade (UNITED STATES ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY 2012b). -ToxCast (Toxicity Forecaster) Utilizando ferramentas computacionais para compreensão de como os processos do corpo humano podem ser afetados pela exposição a produtos químicos é possível determinar quais exposições são mais propensas a causar efeitos adversos à saúde (UNITED STATES ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY 2012c). -ToxPi (Toxicological Priority Index) Ferramenta de software que incorpora perfis, caminhos de toxicidade, estimativas de doses e descritores químicos estruturais para cálculo da pontuação de potencial tóxico de uma substância (UNITED STATES ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY 2012b). -ExpoCast (Exposure Forecaster) Trabalha em conjunto com o ToxCast e determina a prioridade de substâncias químicas que precisam de uma avaliação suplementar e desenvolvimento de novas abordagens para avaliação química baseada no potencial biologicamente relevante à exposição humana (UNITED STATES ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY 2012b). -Virtual Tissues (V-liver e V-Embryo) Modelos computacionais de fígado e embrião que possibilitam a predição de efeitos toxicológicos de substâncias químicas em humanos (UNITED STATES ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY 2012b). PANORAMA REGULATÓRIO A execução dos testes alternativos descritos anteriormente pode ser realizada por laboratórios do mundo inteiro, desde que os estudos tenham sua metodologia validada. Na União Europeia e Estados Unidos foram criados centros de validação de metodologia alternativa embasados na política dos 3R’s. O European Union Reference Laboratory for alternatives to animal testing (EURL ECVAM), centro de validação Europeu, possui parceria com órgãos reguladores e laboratórios europeus. O centro promove o VICTAL, Julia Costa;VALÉRIO, Laura Brisighelo;OSHIRO, Mariana Cardoso;BAPTISTA, Stephanie Costa;PINHEIRO, Fabriciano. Métodos alternativos in vitro e in silico: métodos auxiliares e substitutivos à experimentação animal. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 36-57, jun. 2014.
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Ensaio desenvolvimento e a difusão de métodos e abordagens alternativas, a sua aplicação na indústria e aceitação pelos órgãos reguladores (JOINT RESEARCH CENTER 2012b). Nos Estados Unidos, o centro de validação denominado ICCVAM também promove a validação de métodos alternativos, visando o atendimento das necessidades regulatórias das agencias federais dos EUA (NATIONAL TOXICOLOGY PROGRAM 2012b). No Brasil, a preocupação em validar métodos alternativos para a redução, substituição e refinamento do uso dos animais em estudos toxicológicos iniciou em Outubro de 2011. A Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) em conjunto com o Instituto Nacional de Controle de Qualidade em Saúde (INCQS), da Fundação Oswaldo Cruz (Fiocruz), criou o Centro Brasileiro de Validação de Métodos Alternativos (BraCVAM), o primeiro centro de validação de metodologias alternativas da América do Sul (INSTITUTO NACIONAL DE CONTROLE DE QUALIDADE EM SAUDE 2011). O BraCVAM foi inspirado em um órgão similar que existe na Europa (VIALLI 2012). Internacionalmente, além dos centros de validação (ECVAM desde 1991 e ICCVAM desde 1997), há presença de leis que propõe a redução do número de animais em experimentação desde 1986. Temos como exemplo, a diretiva 86/609/CEE na União Européia e a Diretiva 2003/15/CE que definiu a proibição da comercialização dos produtos cosméticos que apresentam a formulação final e ingredientes testados em animais (UNIÃO EUROPEIA, 2003). O regulamento Nº 1107/2009, de 21 de outubro de 2009, propõe que os ensaios em animais vertebrados só podem ser realizados se não houver métodos alternativos disponíveis autorizando o acesso e a partilha dos resultados dos estudos em animais entre as empresas (UNIÃO EUROPÉIA 2009). No contexto nacional, a filosofia dos 3R’s pode ser observada nos “Princípios Éticos na Experimentação Animal” editado pelo Colégio Brasileiro de Experimentação Animal (COBEA), em junho de 1991 (COBEA 2012) e na Lei n° 11.794, ou Lei Arouca, adotada em 2008, que estabelece, entre outras disposições, a tarefa de monitorar e avaliar a introdução de métodos alternativos que substituam a utilização de animais em ensino e pesquisa através da criação do Conselho Nacional de Controle de Experimentação Animal – CONCEA (BRASIL 2008). Em 3/07/2012, por meio da Portaria n° 491, o Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação instituiu a Rede Nacional de Métodos Alternativos – RENAMA. Tal rede VICTAL, Julia Costa;VALÉRIO, Laura Brisighelo;OSHIRO, Mariana Cardoso;BAPTISTA, Stephanie Costa;PINHEIRO, Fabriciano. Métodos alternativos in vitro e in silico: métodos auxiliares e substitutivos à experimentação animal. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 36-57, jun. 2014.
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Ensaio tem como objetivo a implantação de ensaios alternativos, promovendo o desenvolvimento, a validação e a certificação dos novos métodos (BRASIL 2012). E mais recentemente, a Lei Estadual Nº 15.316/2014, aprovada no estado de São Paulo, proíbe o desenvolvimento, experimento e testes de produtos cosméticos, perfumes e produtos de higiene pessoal em animais (BRASIL 2014). Para os agrotóxicos a avaliação da toxicidade, de acordo com a sua regulamentação, só pode ser razoavelmente realizada através de estudos em animais. Temos como exemplos, o Decreto 4074/02 e a Portaria nº 84, de 1996 do IBAMA, ambos regulamentam o registro e comercialização de agrotóxico, e estabelecem somente teste com utilização animal (BRASIL 2002; BRASIL 1996). O mesmo ocorre com a Portaria nº 03 de 16 de janeiro de 1992 – ANVISA, que avalia e classifica toxicologicamente os agrotóxicos e afins e baseia sua classificação toxicológica somente com resultados toxicológicos realizados em animais (BRASIL 1992). DISCUSSÃO Foi encontrada uma diversidade de testes alternativos in silico e in vitro atualmente disponíveis e muitos já validados. A substituição da experimentação animal pelas metodologias alternativas existentes dependerá do contexto em que estas metodologias estarão inseridas e do endpoint desejado. Por exemplo, métodos in vitro que medem citotoxicidade basal ainda não são considerados como substitutos para os testes de toxicidade aguda oral em roedores, porém alguns desses métodos foram validados para estabelecer a dose inicial aos testes de toxicidade aguda que serão conduzidos posteriormente a fim de reduzir o uso de animais (NATIONAL TOXICOLOGY PROGRAM 2012a). Alguns métodos in vitro são recomendados para substituir os ensaios em pele de coelhos, minimizando a dor e o sofrimento dos animais. Mas, a maioria dos ensaios atualmente propostos consegue identificar apenas as substâncias corrosivas e diferenciálas das não corrosivas, não medindo o potencial de causar irritação dérmica, como no teste clássico in vivo (CORRÊA et al. 2009). Outro exemplo é, no caso do registro por equivalência entre agrotóxicos, no qual impurezas desconhecidas são encontradas em baixas concentrações em produto técnico. A impossibilidade da obtenção de VICTAL, Julia Costa;VALÉRIO, Laura Brisighelo;OSHIRO, Mariana Cardoso;BAPTISTA, Stephanie Costa;PINHEIRO, Fabriciano. Métodos alternativos in vitro e in silico: métodos auxiliares e substitutivos à experimentação animal. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 36-57, jun. 2014.
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Ensaio quantidades suficientes para fins de testes biológicos faz com que os modelos in silico não sejam apenas complementares, mas também a única forma possível de identificar as características toxicológicas desta impureza (BRASIL 2011). É interessante perceber que, em um contexto geral, através dos testes in silico, in vitro e em último caso in vivo, é possível agrupar uma série de dados e avaliá-los dentro de um sistema de teste integrado, de maneira a gerar informações concretas para a avaliação de toxicidade de uma substância química, a chamada Integrated Testing Strategies (ITS) ou Integrated Assessment and Testing Approaches (IATA). Assim, através de uma forma integrada e sistemática de organização dos dados toxicológicos, as técnicas alternativas tornam-se não só testes substitutos autônomos à experimentação animal, mas vão suportar outros tipos de informação, ajudando, priorizando e otimizando a avaliação da toxicidade de uma substância (JAWORSKA & HOFFMANN 2010; BASKETTER et al. 2012). Não se pode deixar de notar também, que o meio regulatório e científico internacional tem avançado quanto à tendência a diminuir o uso de animais em experimentações. A presença do ICCVAM nos Estados Unidos e EURL ECVAM na União Européia incentivaram a introdução dos métodos alternativos em substituição à experimentação animal no cenário regulatório (JOINT RESEARCH CENTER 2012b). E até mesmo o desenvolvimento de uma nova abordagem através do ITS já está sendo reconhecida no meio regulatório internacional. No Brasil, o desenvolvimento e difusão de métodos e abordagens alternativas, a sua aplicação na indústria e aceitação pelos órgãos reguladores está apenas no começo. As metodologias alternativas previstas no “Guia para avaliação de segurança de produtos cosméticos” (BCOP, ICE, 3T3 NRU, absorção cutânea in vitro, epiderme reconstituída, TER e LLNA) não estão validadas no Brasil, mas obtiveram aceitação regulatória por órgãos oficiais (OECD, FDA, etc.), dessa forma, assumem o mesmo status perante a ANVISA e estão sujeitos, somente, às alterações dos órgãos internacionais (ANVISA 2012). Ressalta-se que o surgimento do princípio dos 3R’s foi de extrema importância não somente para reavaliar a necessidade dos ensaios em animais, como também impulsionar pesquisas para o desenvolvimento de novas alternativas (MORALES 2008). Podemos considerar que, graças a estes princípios, hoje há inúmeras metodologias in vitro e in silico sendo desenvolvidas (PRESGRAVE et al. 2010). VICTAL, Julia Costa;VALÉRIO, Laura Brisighelo;OSHIRO, Mariana Cardoso;BAPTISTA, Stephanie Costa;PINHEIRO, Fabriciano. Métodos alternativos in vitro e in silico: métodos auxiliares e substitutivos à experimentação animal. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 36-57, jun. 2014.
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Ensaio CONCLUSÃO Conclui-se que os métodos alternativos podem ser adotados como ferramentas complementares aos testes in vivo, como também, substitutivas à experimentação animal, dependendo do contexto que estão inseridas, uma vez que os estudos in vitro e in silico, e até mesmo os testes in vivo, não conseguem mimetizar a complexa fisiologia humana individualmente. Mas em conjunto, se tornarão ferramentas indispensáveis para a compreensão do comportamento de substâncias no organismo humano, dos mecanismos de ação e das linhas de evidência, elementos primordiais para a análise de riscos e estabelecimento de limites considerados seguros.
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ARTIGO ORIGINAL Avaliação do potencial toxicológico de hormônios sexuais sintéticos utilizando bioensaios Luane Ferreira Garcia Graduada em biotecnologia, pela Universidade Federal de Goiás. Mestranda em Ciências Farmacêuticas pela Universidade Federal de Goiás, Goiania, Goiás.
Jhéssica Cavalcante de Souza Golveia Farmacêutica, pela Universidade Federal de Goiás. Mestranda em Ciências Farmacêuticas pela Universidade Federal de Goiás, Goiânia, Goiás.
Mariângela Fontes Santiago Nutricionista pela Universidade Federal de Viçosa. Mestre em Microbiologia Agrícola, pela Universidade Federal de Viçosa e Doutora em Química, pela Universidade Estadual de Campinas. Professora Associada III da Universidade Federal de Goiás, e bolsista de desenvolvimento tecnológico e extensão inovadora nível II. E-mail: mariangelafs@gmail.com.
GARCIA, Luane Ferreira; GOLVEIA, Jhéssica Cavalcante de Souza; SANTIAGO, Mariângela Fontes. Avaliação do potencial toxicológico de hormônios sexuais sintéticos utilizando bioensaios. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 58-75, jun. 2014.
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ARTIGO ORIGINAL RESUMO Diversos compostos orgânicos despejados diariamente em corpos d`água, como hormônios, embora não contemplados nas legislações ambientais brasileira, necessitam ser melhor investigados por terem a característica de interferentes endócrinos, causando prejuízos a saúde de diversos seres vivos. É necessário determinar ensaios biológicos de fácil aplicação e de baixo custo, para monitorar a presença desses compostos nas águas do Brasil e do mundo. Os hormônios sexuais sintéticos Etinilestradiol, Gestodeno, Acetato de Ciproterona e Levonorgestrel, são bastante utilizados pela indústria farmacêutica na produção de anticoncepcionais e repositores hormonais. O objetivo deste trabalho constituiu-se em determinar se os bioensaios utilizados são suficientes para avaliar algum efeito maléfico dos hormônios sexuais sintéticos em diferentes concentrações. Foram realizados os bioensaios com Artemia salina, Allium cepa e células MCF-7 de adenocarcinoma de mama. Observou-se que mesmo em altas concentrações, os hormônios não demonstraram toxicidade para a Artemia salina. No teste com Allium cepa observou-se que entre os tempos de exposição aos compostos (24-72 horas), houve diferenças estatísticas significativas, mas não entre as diferentes concentrações testadas no mesmo tempo e os controles. O teste com as células MCF-7 não apresentou diferenças estatísticas entre os tempos de exposição (24-48 horas) e concentrações dos hormônios, não houve proliferação e morte celular significativa. Concluiu-se que as metodologias utilizadas foram eficientes para comprovar que os hormônios sexuais sintéticos não são tóxicos, mesmo em altas concentrações, com exposições breves. Não foi possível avaliar maiores danos nos organismos e células testados, em relação à exposição prolongada e efeito acumulativo desses compostos, é necessário organismos com maior tempo de vida. Sendo assim não são testes de segurança para monitoramento de hormônios sexuais sintéticos.
GARCIA, Luane Ferreira; GOLVEIA, Jhéssica Cavalcante de Souza; SANTIAGO, Mariângela Fontes. Avaliação do potencial toxicológico de hormônios sexuais sintéticos utilizando bioensaios. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 58-75, jun. 2014.
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ARTIGO ORIGINAL Palavras-chave: Artemia salina, Allium cepa e células MCF-7. ABSTRACT Several organic compounds discharged daily in water bodies, such as hormones, although not covered by Brazilian environmental laws, ought to be further investigated for having characteristic of endocrine disruptors, causing harm to the health of many living beings. It is necessary to determine biological tests easy to apply and cost effective to monitor the presence of these compounds in the waters of Brazil and the world. The synthetic sex hormones Ethinylestradiol, Gestodene, Cyproterone Acetate and Levonorgestrel, are widely used by pharmaceutical industries in production of hormonal contraceptives. The aim of this work was to determinate whether bioassays used are sufficient to assess any harmful effect of synthetic sex hormones in different concentrations. Bioassays with Artemia salina, Allium cepa and MCF-7 breast adenocarcinoma cells were performed. It was observed that even at high concentrations, hormones did not show toxicity to Artemia salina. In test with Allium cepa is observed that between the times of exposure to compounds (24-72 hours) there were statistically
significant
differences,
but
not
between
the
different
concentrations tested at the same time and controls. The test with MCF- 7 cells showed no statistical differences between exposure times (24-48 hours) and concentrations of hormones. No significant proliferation and cell death was observed. It was concluded that the methodologies used were efficient to prove that
synthetic sex hormones
are not toxic,
even at
high
concentrations, with brief exposures. It is necessary the use of organisms with longer life to evaluate further damage in organisms and cells tested, in relation to prolonged exposure and cumulative effect of these compounds. Therefore are not safety tests for monitoring synthetic sex hormones. Keywords: Artemia salina, Allium cepa, and MCF-7 cells.
GARCIA, Luane Ferreira; GOLVEIA, Jhéssica Cavalcante de Souza; SANTIAGO, Mariângela Fontes. Avaliação do potencial toxicológico de hormônios sexuais sintéticos utilizando bioensaios. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 58-75, jun. 2014.
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ARTIGO ORIGINAL INTRODUÇÃO O uso de hormônios sintéticos está bastante difundido pelo mundo. Estão
presentes
principalmente
em
anticoncepcionais,
repositores
hormonais e anticoncepcionais de emergência (pílula do dia seguinte). Quando presentes principalmente em recursos hídricos, vários autores os caracterizam como desreguladores endócrinos, que por definição é qualquer substância que cause desequilíbrio, interferência ou alteração no sistema endócrino, independentemente se atua diretamente no sítio receptor ou não (BILA & DEZOTTI 2007). As origens dos desreguladores endócrinos e seus metabólitos, no meio ambiente, são a urina, fezes humanas ou esterco animal, sendo então encontrados no esgoto doméstico (BILA & DEZOTTI 2003), além das indústrias farmacêuticas na produção e descarte dos medicamentos derivados de hormônios, que também podem ser despejados no esgoto ou diretamente nos rios. De acordo com Guimarães e Duarte (2008) os desreguladores endócrinos são inseridos no meio ambiente em baixas concentrações, porém devido às entradas diárias, essas substâncias podem atingir altos índices em longo prazo se não degradados, como é o caso de hormônios sintéticos. Estudos em diversas partes do mundo como Eslovênia, Áustria, Suécia, França e Inglaterra têm identificado a presença de fármacos como hormônios naturais e sintéticos em seus corpos hídricos. No Brasil estudos realizados nos estados de São Paulo, Mato Grosso do Sul e Goiás, também detectaram a presença de hormônios (FONSECA et al. 2012). Segundo
Andrade
(2012)
testes
biológicos
de
toxicidade
e
genotoxicidade são indispensáveis para a avaliação das reações de organismos vivos à poluição ambiental.
GARCIA, Luane Ferreira; GOLVEIA, Jhéssica Cavalcante de Souza; SANTIAGO, Mariângela Fontes. Avaliação do potencial toxicológico de hormônios sexuais sintéticos utilizando bioensaios. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 58-75, jun. 2014.
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ARTIGO ORIGINAL Artemia salina é um microcrustáceo sem carapaça, da classe Anostracea, e uma apreciável fonte de alimento para peixes e outros crustáceos, tanto em ecossistemas marinhos quanto em aquários marinhos. Fotossensível, como outros organismos aquáticos primitivos, essa larva apresenta sensibilidade a substâncias tóxicas, sendo considerada um indicador de toxicidade. Os bioensaios realizados com esse organismo são comumente empregados em análises prévias de toxicidade geral ou como primeira análise do potencial citotóxico de novos compostos. Alguns estudos correlacionam o ensaio de toxicidade com larvas de Artemia salina com atividades fungicida, viruscida, bactericida e parasiticida, o que mostra o amplo campo de efetividade da técnica (SOUZA 2011). Segundo Montanher et al. (2003), o teste de letalidade in vivo em animais simples, como a Artemia salina, pode ser usado como um guia de triagem e fracionamento do biomonitorado, onde a resposta mais simples para monitorar a letalidade é apenas um critério, vida ou morte. Este bioensaio correlaciona-se razoavelmente bem com citotoxicidade e outras propriedades biológicas. O gênero Allium tem sido utilizado na avaliação da toxicidade de efluentes e de muitos compostos. A espécie Allium cepa, é a primeira escolha quando se trata de monitoramento de efluentes industriais, recomendada por agências internacionais de proteção ambiental para verificação preliminar da toxicidade de misturas complexas, principalmente devido às características que possui, tais como: (1) o crescimento rápido de suas raízes, (2) grande número de células em divisão, (3) sua alta tolerância a diferentes condições de cultivo, (4) sua disponibilidade durante todo o ano, (5) seu fácil manuseio e (6) por possuir cromossomos em número reduzido (2n=16) e de grande tamanho (ANDRADE 2012). A exposição a substâncias tóxicas para o organismo, como certos contaminantes, pode estar diretamente associada à morte celular, quer por GARCIA, Luane Ferreira; GOLVEIA, Jhéssica Cavalcante de Souza; SANTIAGO, Mariângela Fontes. Avaliação do potencial toxicológico de hormônios sexuais sintéticos utilizando bioensaios. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 58-75, jun. 2014.
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ARTIGO ORIGINAL apoptose quer por necrose, revelando assim propriedades citotóxicas. Além do potencial citotóxico, os contaminantes podem também possuir um potencial genotóxico que se caracteriza através de métodos que avaliam lesões ao nível do genoma (VICENTE 2012). De acordo com Andrade (2012), o teste com Allium cepa, por ser um sistema eucarioto, pode conferir maior grau de proximidade na comparação com os prováveis efeitos causados na biota exposta a substâncias tóxicas. Células derivadas de metástase de carcinoma ductal invasivo foram isoladas de uma paciente e estabelecidas como uma linhagem celular permanente classificada como MCF-7 (Michigan Cancer Foundation - 7). As células MCF-7 apresentam fenótipo tumoral e sua presença resulta na formação de espaços luminais muito diferentes dos observados em células saudáveis. É uma linhagem que cresce de forma aderente ao substrato, responde positivamente à presença de estrógeno e não possui Caspase 3 (DIAS 2012). Um dos ensaios amplamente utilizados para avaliação citotóxica de novas drogas, de produtos naturais, ou de qualquer outro composto, é o que emprega linhagens dependentes de estrogênio como as de câncer de mama MCF-7 ou T47-D44. A medida da proliferação celular na presença ou ausência da droga em estudo pode ser realizada através da atividade metabólica das células viáveis, através, por exemplo, do ensaio do MTT (MACIEL et al. 2002). O ensaio com MTT baseia-se na medida do dano induzido pelo composto teste no metabolismo celular de glicídeos usualmente através da atividade de desidrogenases. A atividade celular é quantificada pela redução do brometo de 3-[4,5-dimetiltiazol-2-il]-2,5-difeniltetrazolium (MTT). As reações com o MTT são usadas para localizar a atividade de desidrogenases presentes em células viáveis. O sal de tetrazólio não reage diretamente com as desidrogenases, mas com os produtos da reação NADH ou NADPH que GARCIA, Luane Ferreira; GOLVEIA, Jhéssica Cavalcante de Souza; SANTIAGO, Mariângela Fontes. Avaliação do potencial toxicológico de hormônios sexuais sintéticos utilizando bioensaios. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 58-75, jun. 2014.
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ARTIGO ORIGINAL reduzem o MTT para cristais de formazano, os quais são insolúveis em solução aquosa. Os cristais então são dissolvidos em DMSO, resultando em uma solução púrpura que é espectrofotometricamente medida. Um aumento ou diminuição no número de células resulta em uma mudança concomitante na quantidade do formazano formado, indicando o grau de citotoxicidade causado pelo material teste (MACIEL et al. 2002; DIAS 2012). Em virtude da presença de hormônios sintéticos nos recursos hídricos como comprovado por estudos anteriores, e pela aplicabilidade dos testes de toxicidade, o objetivo do presente trabalho constituiu-se na avaliação de danos causados por hormônios em uma espécie animal (Artmia salina), uma espécie vegetal (Allim cepa) e células de mamífero (MCF-7). MATERIAIS E MÉTODOS Para o presente trabalho foram utilizados os hormônios sintéticos Gestodeno, com pureza de 99,93%, Etinilestradiol, com pureza de 98,90%, Acetato de Ciproterona, com 100,28%, Levonorgestrel, com 98,59%. Fornecidos gentilmente pela Cifarma Indústria Farmacêutica – Goiânia, Goiás. Preparo das soluções Foram pesados 10 mg de cada hormônios, dissolvidos em 50 mL de Álcool Etílico P.A., e completado o volume com Água Destilada para 1 L de solução. As soluções então possuíam a concentração final de 10 µg.mL-1 de cada hormônio. O pH das soluções preparadas estavam na faixa de 8,0 a 9,5. Estas soluções foram preparadas para o teste com Artemia salina. Para o teste com Allium cepa e células MCF-7, foram preparadas uma solução com a mistura dos quatro hormônios juntos, com concentração final de 2,5 µg.mL-1 para cada hormônio. Com pH final de 8,7.
GARCIA, Luane Ferreira; GOLVEIA, Jhéssica Cavalcante de Souza; SANTIAGO, Mariângela Fontes. Avaliação do potencial toxicológico de hormônios sexuais sintéticos utilizando bioensaios. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 58-75, jun. 2014.
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ARTIGO ORIGINAL Todas as soluções testes foram armazenada em frasco âmbar de 1 L, na geladeira a 4ºC.
Teste com Artemia salina Foram adquiridos em loja especializada em artigos para aquários e psicultura, uma bomba de aeração para aquários, sal marinho e ovos de Artemia salina. O experimento foi baseado na técnica descrita por Meyer et al. apud Morais (2012), com adaptações. Cerca de 40 mg de ovos de Artemia salina foram eclodidos, durante 48 horas em uma erlenmeyer de 500 mL, com aeração artificial e volume total de 200 mL de solução salina (pH = 9,0), preparada com água destilada e 7,8 g de sal marinho, tudo em exposição a iluminação artificial. Foram pipetados para tubos de ensaio 10 Artemia salina eclodidas. O experimento foi planejado com quatro diluições de cada hormônio. Pipetou-se 400 µL da solução teste (10 µg.mL-1) para um ependorfe (E1) que continha 1600 µL de solução salina (pH 9,0), cuja concentração final foi para 2 µg.mL-1. Partindo desta diluição, pipetou-se 1000 µL para outro ependorfe (E2), que já continha 1000 µL de solução salina, cuja concentração final foi 1 µg.mL-1. O mesmo procedimento ocorreu para os ependorfes E3 e E4, com concentrações finais de 0,5 µg.mL-1 e 0,25 µg.mL-1, respectivamente. As diluições foram realizadas primeiramente em ependorfes com solução salina, para que as concentrações de todos os hormônios chegassem as mais próximas da realidade encontrada nos recursos hídricos, e para que o pH fosse o ideal para o microcrustáceo (pH = 9,0). O procedimento foi realizado para cada hormônio separado. Dos ependorfes foram pipetados 200 µL para todos os tudo de ensaio que já continha 800 µL de solução salina e 10 exemplares de Artemia salina. GARCIA, Luane Ferreira; GOLVEIA, Jhéssica Cavalcante de Souza; SANTIAGO, Mariângela Fontes. Avaliação do potencial toxicológico de hormônios sexuais sintéticos utilizando bioensaios. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 58-75, jun. 2014.
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ARTIGO ORIGINAL Então as diluições (D) finais ficaram: D1 = 0,4 µg.mL -1; D2 = 0,2 µg.mL-1; D3 = 0,1 µg.mL-1; e D4 = 0,05 µg.mL-1. Cada diluição foi testada em triplicata. O teste controle que não havia a presença de hormônios também foi realizado em triplicata. Os tubos com o ensaio foram submetidos à iluminação artificial por 24 horas e após este período foram contabilizados os microcrustáceos. Aos que após cinco minutos de observação, não apresentavam qualquer tipo de movimento eram contabilizados como mortos. Teste com Allium cepa Para realização do teste de toxicidade com Allium cepa (cebola), foram adquiridos comercialmente vários bulbos de cebola, que variavam de 65 a 90 g. Seguindo a metodologia de Diéz et al. apud Souza (2006), retirou-se as raízes velhas, e desinfestou-se superficialmente com álcool etílico a 70% todos os bulbos. Foram colocados para germinar em água destilada, no escuro,
à
temperatura
ambiente.
Somente
as
bases
dos
bulbos
permaneceram imersas na água, a qual foi renovada a cada 24h. Depois de 2 dias, as raízes germinadas alcançaram o comprimento de 15 a 20 mm, quando a proliferação celular atinge uma cinética de equilíbrio dinâmico. Os bulbos foram então transferidos para béquers de 100 mL de volume, onde receberem a solução teste dos quatro hormônios juntos, em três diluições, com concentração final de 0,01 µg.mL-1; 0,025 µg.mL-1; e 0,000625 µg.mL-1 (0,625 ng.mL-1). As diluições foram preparadas com água destilada e realizadas em duplicata. Convém ressaltar a importância do cultivo inicial do sistema-teste em água destilada como forma de evitar uma atribuição indevida das causas de possíveis inibições de crescimento das raízes às substâncias-teste utilizadas, podendo estas causas serem devido a características dos próprios bulbos (SOUZA, 2006). GARCIA, Luane Ferreira; GOLVEIA, Jhéssica Cavalcante de Souza; SANTIAGO, Mariângela Fontes. Avaliação do potencial toxicológico de hormônios sexuais sintéticos utilizando bioensaios. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 58-75, jun. 2014.
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ARTIGO ORIGINAL Após 24 horas de tratamento (tratamento agudo), 3 raízes por bulbo foram selecionadas aleatoriamente e coletadas. O sistema-teste retornou às mesmas condições anteriores, onde permaneceu até que completasse 72h de tratamento (tratamento sub-crônico) e mais 3 raízes foram coletadas. No período de estudo, efetuou-se a renovação da solução teste a cada 24 horas. Após a coleta, os bulbos foram colocados novamente em água destilada e após 48h (período de recuperação), para avaliar se ainda tinham o potencial de crescimento. As raízes coletadas foram fixadas em Carnoy I (álcool etílico-ácido acético, 3:1), a 4°C, por 24 horas. Preparo das lâminas para análise microscópica Foram retiradas 3 raízes do total de raízes fixadas por bulbo e colocadas
para
lavagem
e
recuperação
da
hidratação
normal.
Posteriormente, as raízes foram submetidas à hidrólise ácida (HCl 1N a 60°C, em estufa) por aproximadamente 10 minutos. Realizada a hidrólise ácida, as raízes foram lavadas novamente para a primeira etapa da coloração, onde foram imersas em Reativo de Schiff e mantidas no escuro por 2 horas. Após a coloração, as raízes foram lavadas e separadas as regiões meristemáticas, as quais foram individualmente apoiadas sobre a lâmina, coberta com uma gota de Orceína acética 1% e esmagadas entre lâmina e lamínula. Levou-se ao microscópio. Análise das lâminas A análise das lâminas foi realizada em microscópio óptico comum, com objetiva de 40x. Foram observadas as 3 raízes por bulbo, tanto após as primeiras 24h como após as 72h de tratamento com a solução teste.
GARCIA, Luane Ferreira; GOLVEIA, Jhéssica Cavalcante de Souza; SANTIAGO, Mariângela Fontes. Avaliação do potencial toxicológico de hormônios sexuais sintéticos utilizando bioensaios. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 58-75, jun. 2014.
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ARTIGO ORIGINAL Pelo menos 500 células foram analisadas por raiz, em cada caso, totalizando 1500 células. Os parâmetros microscópicos analisados foram os índices de divisão e de fases, para avaliação dos potenciais citotóxicos e alterações morfológicas (aberrações mitóticas), como indicador de potencial genotóxico também. Eles foram definidos da seguinte forma: (a) Índice de Divisão (ID - %) – número de células em divisão/número de células observadas X 100; (b) Índice de Fases (IF - %) – número de células em uma determinada fase mitótica/número de células em mitose X 100. Teste com células MCF-7 Os ensaios com as células MCF-7 foram realizados no Laboratório de Farmacologia e Toxicologia Celular (LFTC), da Farmatec, Goiânia, Goiás. A linhagem celular assim como as soluções e meios de cultivo e manutenção utilizados foram fornecidos pelo laboratório. Foram preparadas oito diluições a partir da solução dos quarto hormônios juntos (2,5 µg.mL-1), todas testadas em triplicata. As diluições foram realizadas em ependorfes que já continham um volume de meio RPMI, específico para linhagem celular utilizada. As concentrações obtidas foram: 500 ng.mL-1, 250 ng.mL-1, 125 ng.mL-1, 62,50 ng.mL-1, 31,25 ng.mL-1, 15,62 ng.mL-1, 7,81 ng.mL-1, e 3,91 ng.mL-1. Para a viabilidade celular utilizou-se o método do Corante Azul de Tripan (MACIEL et al. 2002; DIAS 2012). O teste prosseguiu quando se obteve viabilidade celular acima de 95%. Foram utilizadas placas de 96 poços com fundo chato para realização do ensaio. As células foram distribuídas na placa com uma concentração final de 1x104 células/mL. Em todos os poços da coluna 1 e 12, e em todos os poços da linha A e H, adicionou-se 100 µL de meio RPMI, a fim de que eles forneçam umidade para os poços interiores e sejam o branco do experimento. Na coluna 2, poços B2 ao G2, e na coluna 11, poços B11 e G11, adicionou-se GARCIA, Luane Ferreira; GOLVEIA, Jhéssica Cavalcante de Souza; SANTIAGO, Mariângela Fontes. Avaliação do potencial toxicológico de hormônios sexuais sintéticos utilizando bioensaios. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 58-75, jun. 2014.
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ARTIGO ORIGINAL 50 µL de meio RPMI e 50 µL de células, esses poços são os controles do experimento. Adicionou-se nos poços restantes 50 µL de células. As placas foram incubadas por 24 horas em estufa a 5% de CO2 e 37ºC. Esta préincubação, sem as amostras testes é necessária para que as células se adaptem ao novo meio e se fixem na placa. Após esse período foram adicionados nos poços que havia apenas 50 µL de células, mais 50 µL das amostras testes, sendo que a coluna 3 estava com a maior concentração e a coluna 10 com a menor. As concentrações obtidas nos ependorfes quando colocadas nas placas reduziu-se pela metade. Após o plaqueamento com as amostras, incubou-se as placas em estufa a 5% de CO2 e 37ºC, deixando por mais 24 e 48 horas. Após os períodos de incubação, adicionou-se em cada poço 10 µL de MTT. As placas foram incubadas por 4 horas no escuro, em estufa a 5% de CO2 e 37ºC. Após esse período, as placas foram centrifugadas por 5 min à 800 rpm. Descartou-se o sobrenadante amarelo e no fundo restaram apenas os cristais de formazano de coloração roxa, que foram solubilizados com 100 µL DMSO, e levados ao shaker por alguns minutos até ocorrer solubilização. A absorbância então foi realizada em leitora de Elisa, com o comprimento de onda de 560 nm. A fórmula a seguir foi utilizada para o cálculo de Células Viáveis (CV).
Análise estatística As análises estatísticas dos dados foram realizadas pelo programa ASSISTAT®, versão 7.6 beta. As diferenças estatísticas entre grupos foram determinadas
pelo
ANOVA
e
Teste
Tukey,
sendo
considerado
estatisticamente significativo p <0,05. Para a construção dos gráficos foi utilizado o programa Excel®, versão 2010. GARCIA, Luane Ferreira; GOLVEIA, Jhéssica Cavalcante de Souza; SANTIAGO, Mariângela Fontes. Avaliação do potencial toxicológico de hormônios sexuais sintéticos utilizando bioensaios. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 58-75, jun. 2014.
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ARTIGO ORIGINAL RESULTADOS E DISCUSSÕES A Artemia salina é uma espécie adaptada a grandes mudanças ambientais, como variações na salinidade, temperatura e oxigênio dissolvido (MORAIS 2012).
Como o teste de toxicidade com o microcrustáceo não é a
nível celular, optou-se por fazê-lo com cada hormônio separado, para obter a real condição de cada hormônio. A Tabela 1 apresenta a média da contagem de microcrustáceos vivos para cada hormônio. A quantidade de mortas são as que faltaram para o total de 10 Artemia salina. Pela análise estatística não há diferença entre os grupos com hormônios e o controle, e nem nas diferentes diluições.
Tabela 1: Média da triplicada das Artemia salina, de acordo com as diluições correspondentes, para cada hormônio. Médias seguidas da mesma letra não diferem significativamente ao nível de 5%, pelo teste ANOVA.
Pode-se observar que o teste com o microcrustáceo revelou que não há toxicidade de cada hormônio, mesmo quando havia uma alta concentração, todos os resultados ficaram superior a 9 Artemia salina vivas. Esse bioensaio então não é eficiente para avaliar a interferência fisiológica ou celular que hormônios causam em animais. A partir do ensaio com Artemia salina em que não houve diferenças na toxicidade de cada hormônio separado, optou-se por colocá-los na mesma solução para realização deste ensaio e com o de células MCF-7, uma vez que no meio ambiente os hormônios podem estar todos juntos. GARCIA, Luane Ferreira; GOLVEIA, Jhéssica Cavalcante de Souza; SANTIAGO, Mariângela Fontes. Avaliação do potencial toxicológico de hormônios sexuais sintéticos utilizando bioensaios. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 58-75, jun. 2014.
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ARTIGO ORIGINAL A Imagem 1 é de como o teste com Allium cepa prosseguiu.
Imagem 1: Bulbos de cebola mergulhados em água destilada, mostrando o enraizamento. Fonte: Autores.
Observou-se que a Diluição 3 (0,625 ng.mL-1) no tempo de 24 horas, não houve crescimento da raiz, mas após 72 horas, os bulbos voltaram a apresentar crescimento. Todos os outros bulbos desenvolveram as raízes, que foram coletas e montadas as lâminas (Imagem 2).
Imagem 2: Microscopia obtida no teste com Allium cepa, evidenciando a presença das fases mitóticas. Aumento de 400x. Fonte: Autores.
Os resultados obtidos calculando o Índice de Divisão (%) e Índice de fases (%) seguem na Tabela 2. Fez-se a opção por contar a interfase e a prófase como uma única fase, devido a dificuldade de diferenciação das células nas duas fases.
GARCIA, Luane Ferreira; GOLVEIA, Jhéssica Cavalcante de Souza; SANTIAGO, Mariângela Fontes. Avaliação do potencial toxicológico de hormônios sexuais sintéticos utilizando bioensaios. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 58-75, jun. 2014.
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ARTIGO ORIGINAL Tabela 2: Resultados obtidos com o teste de Allium cepa na avaliação das soluções de hormônio comparadas com o controle. Porcentagens seguidas da mesma letra não diferem significativamente ao nível de 5%, pelo teste ANOVA.
De acordo com a análise estatística, observa-se que os grupos controles não apresentaram diferenças significativas no número total de células em divisão e nem entre as diluições do mesmo tempo de exposição, mas quando se compara células na presença de hormônios em 24 horas de exposição, e com 72 horas de exposição, há diferença significativa entre os dois grupos. Os resultados da divisão celular para a presença de hormônios foram menores em 24 horas e maiores em 72 horas, quando comparado ao controle com água destilada. Observou-se um estímulo dos hormônios para o crescimento das raízes, mas isso ocorreu apenas em 72 horas, ou seja, o efeito dos hormônios pode apresentar característica acumulativa. Segundo Fachinetto e Tedesco (2009), o sistema teste de Allium cepa é um excelente parâmetro de análise citotóxica, além de que a observação da ocorrência de alterações cromossômicas no ciclo celular de A. cepa tem sido usada como indicativo para prevenir a população humana. Neste estudo não se observou alterações na divisão celular relatada por outros autores (SOUZA 2006; ANDRADE 2012; VICENTE 2012), sendo assim os hormônios apresentam um baixo ou inexistente poder de genotoxicidade. No período de recuperação, 48 horas somente na presença de água destilada, provou-se que os bulbos ainda tinham o poder de enraizamento, a presença dos hormônios não causou danos no crescimento. Escolheu-se uma concentração menor de hormônios para o teste com Allium cepa, comparado com o teste da Artemia salina, por ser um sistema mais sensível, uma vez que se verificaram a nível celular os resultados. Os resultados para as células MCF-7 estão na Tabela 3. GARCIA, Luane Ferreira; GOLVEIA, Jhéssica Cavalcante de Souza; SANTIAGO, Mariângela Fontes. Avaliação do potencial toxicológico de hormônios sexuais sintéticos utilizando bioensaios. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 58-75, jun. 2014.
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ARTIGO ORIGINAL
Tabela 3: Resultados apresentados em porcentagem de células viáveis obtidos com o ensaio das células MCF-7. Porcentagens seguidas da mesma letra não diferem significativamente ao nível de 5%, pelo teste ANOVA.
Analisando estatisticamente, não houve diferenças entre os períodos de exposição aos hormônios e nem entre as diluições de hormônios. Com cálculo da porcentagem de Células Viáveis (citado na metodologia) não se faz necessário comparar com o controle. Segundo Dias (2012), as células MCF-7 respondem positivamente à presença de estrógeno, mas isso não ocorreu, não foi observada proliferação celular, apesar de conter estrógenos no meio de cultivo, mesmo em altas concentrações. A menor viabilidade observada foi de 92%, revelando também que os hormônios não causaram morte celular. Vicente (2012) utilizou a mesma linhagem celular, MCF-7, que foi exposta durante um período de 5 dias a várias concentrações de 17βestradiol, um hormônio natural, de modo a se medir a proliferação celular e determinar um padrão proliferativo para comparações futuras de efluentes com possíveis contaminações por estrógenos, porém assim como neste trabalho não se conseguiu obter os resultados esperados. As metodologias com as células MCF-7 se mostram eficientes quando a exposição aos hormônios são mais duradouras, como Gutendorf & Westendorf (2001) que trabalhou com 8 dias de exposição e Helferich (1998) apud Piovesan et al. (2005), que manipularam as células em camundongos, tornando as células viáveis por um período de tempo maior. Sendo assim se faz necessário uma adaptação da técnica para que o estudo possa prosseguir
GARCIA, Luane Ferreira; GOLVEIA, Jhéssica Cavalcante de Souza; SANTIAGO, Mariângela Fontes. Avaliação do potencial toxicológico de hormônios sexuais sintéticos utilizando bioensaios. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 58-75, jun. 2014.
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ARTIGO ORIGINAL por mais que dois dias, e assim se consiga estabelecer um teste para monitoramento de presença de hormônios sexuais sintéticos. CONCLUSÃO Através dos resultados obtidos com os três bioensaios, conclui-se que não se obteve toxicidade e/ou morte, das células MCF-7 e dos organismos teste, com a exposição aguda aos hormônios. O que indica que os bioensaios não são seguros para serem utilizados como monitoramento de hormônios sexuais sintéticos em recursos hídricos. Pode-se concluir também que eles não foram muito eficazes porque são realizados em curto prazo, no máximo três dias. Métodos simples e facilmente aplicáveis que determinem a presença de hormônios sexuais sintéticos devem ser estudados.
AGRADECIMENTOS A Cifarma, pela doação dos padrões dos hormônios. Ao Laboratório de Farmacologia e Toxicologia Celular, pelo apoio ao ensaio com as células MCF-7. Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico – CNPq, pelo apoio financeiro. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ANDRADE, B. R. G. Estudo do potencial citotóxico, genotóxico e mutagênico em células de Allium cepa da parationa metilica antes e após aplicação dos processos UV e UV/H2O2. Tese, Universidade Federal do Rio de Janeiro - UFRJ, Rio de Janeiro, 2012. BILA, D.M; DEZOTTI, M. Fármacos no meio ambiente. Química Nova, v. 26, p. 523530, 2003. BILA, D. M.; DEZOTTI, M. Desreguladores endócrinos no meio ambiente: efeitos e consequências. Química Nova, v. 30, n. 3, p. 651-666, 2007. DIAS, D. J. S. Síntese, caracterização físico-química, morfológica e avaliação de viabilidade de células tumorais de mama (MCF-7) submetidas à nanoesferas de GARCIA, Luane Ferreira; GOLVEIA, Jhéssica Cavalcante de Souza; SANTIAGO, Mariângela Fontes. Avaliação do potencial toxicológico de hormônios sexuais sintéticos utilizando bioensaios. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 58-75, jun. 2014.
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artigo original Sewage sludge hazard index based on bioassays: strategic tool for the decisionmaking process on sludge agricultural use Marcus E.M. da Matta School of Medicine, Department of Pathology, University of São Paulo - USP, Brazil - Av. Dr. Arnaldo, 455, CEP: 01246-903 São Paulo, SP, Brazil. E-mail: marcusmatta@usp.br; marcusmatta@ecoadvisor.com.br
Gisela A.Umbuzeiro Faculty of Technology - State University of Campinas – UNICAMP - Brazil, Rua Paschoal Marmo, 1888 CEP: 13484-332 Limeira, SP, Brazil. E-mail: giselau@ft.unicamp.br
DA MATTA, Marcus E.M. da Matta; UMBUZEIRO, Gisela A. Sewage sludge hazard index based on bioassays: strategic tool for the decision-making process on sludge agricultural use. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 7682, jun. 2014.
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artigo original ABSTRACT A Sewage Sludge Hazard Index (SSHI) based on short term and low cost bioassays was developed as a complementary tool for the decision-making process involving sewage sludge application to agricultural land. SSHI integrates results from Vibrio fisheri, Daphnia similis and seed elongation/germination test. The proposed index is calculated as the natural logarithm of one plus the number of positive toxic responses multiplied by the average of toxic units obtained for each bioassay. It was calculated for 28 samples from 7 different wastewater treatment plants (WWTP) of Sao Paulo State and ranged from 0.3 to 4.8. The frequency of samples noncompliances was calculated for index-rank considering the pollutants thresholds for sewage sludge derived from differents norms. SSHI below 2 seems to warrant compliance with Brazilian, US and EU legal values and it seems to be a promising tool for assessing hazard degree of sewage sludge. Additional chemical and toxicological data from different WWTP samples should be considered for a better validation of this index. Keywords: hazard index, sewage sludge, phytotoxicity, acute toxicity, metals; organic pollutants; RESUMO Um Índice de Perigo de Lodo de Esgoto (IPLE) baseado em testes ecotoxicológicos de baixo custo e rápida duração foi desenvolvido como ferramenta complementar para auxiliar o processo de decisão sobre o aproveitamento em solo agrícola. IPLE integra resultados de testes com Vibrio fisheri, Daphnia similis e alongamento e germinação de sementes. O índice proposto foi calculado como logaritmo neperiano de 1 somado à multiplicação do número de testes com resultado positivo pela toxicidade média. O índice foi calculado para 28 amostras de 7 diferentes Estações de Tratamento de Efluentes (ETE) do estado de São Paulo e tiveram variação entre 0,3 e 4,8. Foi verificado a frequência de amostras por faixa de resultado do índice quanto à conformidade com as regulamentações do Brasil, Estados Unidos e Europa. O IPLE abaixo de 2 mostrou atender aos requisitos das normas nacionais e internacionais e mostrou ser uma ferramenta promissora para avaliação da periculosidade de poluentes no lodo de esgoto. Um número maior de amostras incluindo outras ETEs devem ser consideradas para aprimoramento da validação do índice.
DA MATTA, Marcus E.M. da Matta; UMBUZEIRO, Gisela A. Sewage sludge hazard index based on bioassays: strategic tool for the decision-making process on sludge agricultural use. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 7682, jun. 2014.
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artigo original 1 - INTRODUÇÃO Sewage sludge is a highly complex waste that results from treatment processes in Wastewater Treatment Plants (WWTP) (Singh and Agrawal, 2008). The disposal of sewage sludge has become a worldwide environmental problem. In developed countries like US and the European Union ten millions tonnes of sewage sludge are produced per year (Carbonell et al., 2009; McClellan and Halden, 2010). Sewage sludge characteristics vary with the treated wastewater quality, sewage/sludge treatment processes and sludge storage (Parnaudeau et al., 2004). Toxic metal in urban and industrial waste water can be present in levels ranging from 0.5 to 2 % of the sewage sludge dry weight, reaching 6% in extreme conditions (Renoux et al.,2001). For the last 50 years synthetic organic chemicals production for industrial and urban use has increased dramatically (Rogers, 1996), as a consequence, the diversity and concentration of contaminants in waste water and in sewage sludge is expected to increase accordingly. The main disposal route of sewage sludge has been sanitary landfill. Since the eighties, agricultural use has become an option (USEPA, 1993), because this material can be applied to the soil providing nutrients and organic matter, improving soil quality. Several countries have issued regulatory standards for this activity. In the United States (US) and the European Union (EU), for a sewage sludge to be accepted for agricultural use representative samples must be analyzed for heavy metals, pathogens, agronomic characteristics and stability (Council, 1991; USEPA, 1993). More recently, Brazil has regulated this practice (Brasil, 2006a) based on standards developed by the US Environmental Protection Agency (EPA) (USEPA, 1993). Regulations provide threshold acceptance values for sludge agricultural use based only on total concentrations of a limited number of inorganic compounds. This approach covers only part of the knowledge necessary to evaluate and assess the toxic potential of sewage sludge for humans and the ecosystem (Alvarenga et al, 2007; Mantis et al., 2005; Schnaak et al, 1997) and does not consider the bioavailabity of metals and organic compounds (Alvarenga et al, 2007; Peralta-Videa et al., 2009) or their additive or synergic interactions (Chen and Lu, 2002). So that the use of sewage sludge on agricultural land can be an important pathway for human exposure to persistant pollutants (Hale et al. 2001), and raises concerns regarding food DA MATTA, Marcus E.M. da Matta; UMBUZEIRO, Gisela A. Sewage sludge hazard index based on bioassays: strategic tool for the decision-making process on sludge agricultural use. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 7682, jun. 2014.
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artigo original safety and long-term soil productivity (Renoux et al., 2006; Singh and Agrawal, 2008). Municipal WWTP, especially in Brazil, treats together urban and industrial effluents in different proportions and pluvial waters carrying contaminants from aerial deposition and run-off. For many persistent hydrophobic organic chemicals, adsorption to the sewage sludge solids is the primary pathway for their removal from waste water (Clarke and Smith, 2011; Harrison et al., 2006). The regulation of organic compounds in sewage sludge has presented a challenge for environmental agencies. USEPA performed a five year study to estimate the national levels of PCDD/F in sewage sludge and only 61 of the 6,857 samples exceeded the 300 ppt threshold value (USEPA, 2002). The low incidence of relatively high levels of PCDD/F was considered an acceptable risk to human health and so it was decided not to regulate these compounds in biosolids (USEPA, 2003). USEPA verified the occurrence of more than 800 chemicals in sewage sludge, but only 40 with sufficient data to allow the Agency to either conduct exposure and hazard assessments or determine if a regulatory action may be required (USEPA, 2007). More recently a targeted national sewage sludge survey was performed to complement information about other pollutants in sewage sludge, including 145 different chemicals and the need for further actions is still being evaluated (USEPA, 2009). Directive 86/278/EEC does not include specific limits for organic contaminants. Some European Member States have set limits for organic compound groups, while others have not (RPA, 2010). Since 2000 the European Community is discussing the inclusion of threshold values for organics in biosolids such as halogenated organic compounds (AOX), linear alkylbenzene sulphonates (LAS), di(2-ethylhexyl)phthalate (DEHP), nonylphenol and nonylphenolethoxylates (NPE), polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH), polychlorinated byphenils (PCB), polychlorinated dibenzodioxins/ dibenzofuranes (PCDD/F) (EC, 2000). This inclusion will imply in higher costs for the sludge characterization and would derail the disposal in agricultural land for several WWTP. Some studies suggest that the integration of chemical and ecotoxicological analyses is necessary for a comprehensive hazard characterization of sewage sludge (Alvarenga et al., 2007; Farre and Barcelo, 2003; Mantis et al., 2005). Hazard indexes have been developed for different environmental DA MATTA, Marcus E.M. da Matta; UMBUZEIRO, Gisela A. Sewage sludge hazard index based on bioassays: strategic tool for the decision-making process on sludge agricultural use. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 7682, jun. 2014.
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artigo original matrices by several organizations in order to integrate evidences in a simple effect-based hazard assessment aimed to facilitate the decisionmaking process regarding environmental and human protection. Water Quality Index is used in several countries to alert, specially non-expert, about water quality of distinct water bodies, and also to signal the necessity for futher action (Brown et al 1970). In 1993, Environment Canada developed the Potential Ecotoxic Effects Probe (PEEP), a scientifically management tool, based on ecotoxicological principles, simple to use and interpret, with a good discriminatory potential to assess wastewater toxic loads. It was applied to prioritize corrective or preventive actions regarding point source emissions in Saint-Lawrence River Canada (Blaise and Férard, 2005; Costan et al, 1993). Those indexes are composed by physico-chemical and toxicological variables. Bioassays have proved to be a good complementary tool to provide better information and reduce uncertainties regarding its hazard (Chapman, 2007). Therefore the development of a sewage sludge hazard index, especially if based on low cost and simple bioassays, could be an interesting tool to help decision making process regarding the safe disposal of sewage sludge. Brazilan regulation recognized the need of a bioassay approach to complement the evaluation of sludge samples when agricultural use is intended (Brasil, 2006a). The aim of this study was (i) to develop a Sewage Sludge Hazard Index (SSHI) based on short-term and low-cost bioassays, to be used as a complementary screening tool in the early rejection of sewage sludge as soil amendment in agricultural land, (ii) to test the Index with data generated by the Environmental Protection Agency of São Paulo State (CETESB), (iii) and to verify its applicability comparing index levels and non compliance sample frequency with chemical threshold values from different legal norms. 2 - MATERIAL AND METHODS 2.1. Sample collection, processing and analysis Treated representative sludge samples from seven different municipal wastewater treatment plants (WWTP) of Sao Paulo State Brazil (Table 1) were collected (8 Kg) by CETESB in each season, from April 2007 to January 2008. A total of twenty eight sludge samples were properly storage and carried to the laboratory under 4 ºC controlled temperature. DA MATTA, Marcus E.M. da Matta; UMBUZEIRO, Gisela A. Sewage sludge hazard index based on bioassays: strategic tool for the decision-making process on sludge agricultural use. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 7682, jun. 2014.
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artigo original Table 1 â&#x20AC;&#x201C; Main characteristics of the wastewater treatment plants studied
The same sludge samples was analysed for metals, organics, and different ecotoxicological endpoints. Chemical analyses were performed in in natura sewage sludge samples by reference laboratories (Table 2). All ecotoxicity tests were performed in aqueous extracts prepared with 100g of the sewage sludge in natura; 400 mL of ultrapure water; stirred at 0,6 G for 24 hours at room temperature and centrifuged for 30 minutes at 5000g (Mathews and Hastings, 1987). Aqueous extracts were stored in a refrigerator for a maximum 7 days period before testing. Tests conducted were Vibrio fischeri toxicity test (15â&#x20AC;&#x2122;) according to ISO 11348-3:2007, Daphnia similis acute toxicity assay (48h) according to ABNT-NBR 12713/2004 and seed germination/root elongation with two different plants according to USEPA OPPTS 850.4200. Those data were published in two different CETESB reports [CETESB, 2008; CETESB, 2009).
DA MATTA, Marcus E.M. da Matta; UMBUZEIRO, Gisela A. Sewage sludge hazard index based on bioassays: strategic tool for the decision-making process on sludge agricultural use. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 7682, jun. 2014.
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artigo original Table 2 â&#x20AC;&#x201C; Methods applied in sewage sludge in natura samples for chemical characterization
3 â&#x20AC;&#x201C;RESULTS AND DISCUSSION The developed Sewage Sludge Hazard Index (SSHI) meets all assumptions and is defined as the natural logarithm of one plus the number of positive toxic responses multiplied by the average of toxic units obtained in each bioassay (Equation 1). Toxicity data were expressed in Toxicity Units (TU) calculated as 100/Effective Concentration (EC50%). The hazard index scale range is 0 to infinite. Zero will be obtained if all tests provide negative response, and the maximum value is defined by the number of positive responses from the total tested and the mean toxicity. The greater the index, more hazardous is the sample tested. đ?&#x2018;&#x2020;đ?&#x2018;&#x2020;đ??ťđ??ź = đ??żđ?&#x2018;&#x203A; 1 + đ?&#x2018;&#x203A; Ă&#x2014;
đ?&#x2018;&#x203A; đ?&#x2018;&#x2013;=1 đ?&#x2018;&#x2021;đ?&#x2018;&#x2013;
đ?&#x2018;
SSHI = Sewage Sludge Hazard Index; n = Number of positive results; N = Number of bioassays performed T = Toxic Units
DA MATTA, Marcus E.M. da Matta; UMBUZEIRO, Gisela A. Sewage sludge hazard index based on bioassays: strategic tool for the decision-making process on sludge agricultural use. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 7682, jun. 2014.
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artigo original Due to the model neperian curve the index sensitivity is very high for low values, between 0 and 2, as small variations in toxic units axis implies large variations of the index response. Vibrio fischeri toxicity test has been widely used for screening sediment, soil from contaminated systems, wastewater, and sewage sludge, either alone or in combination with a battery of other tests, also an increasing number of comparative studies demonstrated its utility, sensitivity, rapidity and affordability (Alvarenga et al., 2007; Doherty, 2001). This test can be conducted with pore water, groundwater, aqueous elutriates and leachates, organic solvent extracts, or solid-phase samples (Doherty, 2001), each methodology has its particular limitations. Aqueous extract assesses mainly the effects of soluble chemical, organic extraction can be influenciate by the toxicity of solvents, and solid-phase can have interference from scattering of light due to turbidity (Doherty, 2001). Authors reported significant associations or correlations between Vibrio fischeri acute toxicity and contaminant concentrations, as aromatic hydrocarbons, chlorinated hydrocarbons and naphthalenes (Schiewe et al., 1985), total PAHs (Jacobs et al., 1993), total PCBs, trichlorobenzene, lead (Santiago et al., 1993), benzo[a]pyrene, phenanthrene (Demuth et al, 1993), copper, oil and grease (True and Heyward, 1990), 2-,3 and 4- chlorophenol, 2,4-di- and 2,4,6-trichlorophenol (Zona et al., 1999), azo reactive dyes from textile dyeing and finishing mill (Neamtu et al., 2003), zinc (Heinlaan et al., 2008). Those findings were dependent on the extraction and cleanup methods. The extract method apllied by CETESB provides a conservative cenario of mobile contaminants in the sample, including polar and non polar compounds due to the organic carbon dissolved in the aqueous samples. Daphnia toxicity test has been used for environmental monitoring of pollutants around the globe and plays an important role in establishing regulatory criteria by government agencies (e.g., US EPA, Environment Canada, Organization for Economic Cooperation and Development, Environment Agency of Japan, Environmental Agency of Sao Paulo) (Shaw et al., 2008). This bioassay can be performed for acute or chronic exposure, and are standardized for species D.magna, D.pulex, Ceriodaphnia dubia and D. similis (CETESB, 2009; Shaw et al., 2008). Daphnia acute toxicity test (CE50 48h) has been reported as more sensitive to other invertebrates and fish ecotoxicity tests for parathion, copper, DA MATTA, Marcus E.M. da Matta; UMBUZEIRO, Gisela A. Sewage sludge hazard index based on bioassays: strategic tool for the decision-making process on sludge agricultural use. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 7682, jun. 2014.
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artigo original cationic surfactant, cadmium (Mark and SolbĂŠ, 1998). Authors also reported significant response associations for copper, parathion, lindane, linear alkylbenzene sulphonates (LAS) (Mark and SolbĂŠ, 1998), chromium, cadmium, lead, arsenic, nickel, and zinc (Seco et al., 2003), ammonia (Gerald et al, 1990),cathecol, acetone, phenol (Guerra, 2001). Seed germination root elongation toxicity test was developed to be a screening acute phytotoxicity assessment of chemical substances and mixtures (OECD, 2003; USEPA, 1996). It has been applied in the register of pesticides, and for phytotoxic evaluation of soils, sediments and organic waste (Adam and Duncan, 2002; Czerniawska- Kusza et al, 2006; Oleszczuk, 2010; Oleszczuk et al., 2011; USEPA, 1996; Valerio et al.,2007). Usually more than one species are tested in each assay. Only the highest toxic unit for phytotoxicity was selected to be integrated in the index, this effort contributes for the index to be restrictive and accounts for only one evidence per trophic level. Considering those three bioassays, phytotoxicity test has the closest ecological relevance to the purpose of the index, although Vibrio and Daphnia acute toxicity test has complementary sensibility to priority pollutants that are restricted for sewage sludge agricultural use. The Sewage Sludge Hazard Index (SSHI) was calculated for each aqueous extract sample using the V. fisheri, D. similis and the highest phytotoxicity score (Table 3). The use of only highest phytotoxicity data was made for the index to be conservative. For comparative puporse the index must be calculated considering the same parameter in all campaigns. Lack of data were bypassed based on previous study that coollected and tested fitotoxicity by the same methodology and laboratory. The variation in the SSHI values within each WWTP could be related to differences in the influents (Villar et al 2006) or wastewater treatment processes and sludge treatment (Rogers, 1996; Singh and Agrawal, 2008). Vibrio fisheri toxicity assay was the most sensitive, results ranged from non toxic to 103 TU (table 3). Daphnia similis acute toxicity results ranged from <1 to 33 TU (table 3). Phytotoxicity results ranged from non toxic to 11.6.
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artigo original Table 3 – Sewage Sludge Hazard Index (SSHI) and bioassay responses obtained from four sludges samples collected in seven Wastewater Treatment Plant (WWTP) of Sao Paulo State, Brazil WWTP S
AT-1
AT-2
AT-3
PCJ-1
PCJ-2
PCJ-3
SMG
1 2 3 4 1 2 3 4 p* p* 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 p* p* 1 2 3 4 1 2 3 4
V. f. TU 1 1 1.3 1 7.6 3.7 6.9 103.1
2.2 1 2.7 5.8 9.3 1.8 5.2 1 1 0 1 0
nt 1.5 0.9 1 0 1 1 1b p*
D. s. TU 2.9 4.5 5.9 5.5 1.6 2.5 1.9 2.5
3.4 33.3 4.2 3.6 5.3 3.9 33.3 1.9 1.9 1 12.8 3.2
1.7 1 1 1 3.4 3 3.8 3.6
L.s. e. TU 1 1 1 1
4 1 1.5 2.3 2.1 2.5 6.7 3.4 5.4 1.0
nt nt nt 1 1 1
nt
L.s.g. B.j. e. B.j. g. Positive Mean SSHI TU TU TU results Toxicity 2.1 1 nt 3 2 1.9 2.1 1 1.1 3 3 2.2 nt 1 nt 3 3 2.2 nt nr nr 3 3 2.1 12.3* 3 7 3.1 12.3* 3 6 3.0 12.3* 3 7 3.1 12.3* 3 39 4.8 nt 12.3 nt nt 1 nt 1.3 1.4 nt 3 2 2.1 1.5 2.2 3.0 3 12 3.6 nt 1.0 nt 3 3 2.3 nt 2.2 1.3 3 4 2.6 11.6 2.1 2.9 3 9 3.3 5.3 3.2 3.8 3 4 2.5 4.7 5.8 5.7 3 15 3.8 nt 1.1 nt 3 1 1.6 nt* 2 1 1.1 nt* 1 0 0.3 nt* 2 5 2.3 nt* 1 1 0.7 nt nt nt nt nt nt nt nt nt 1 1 0.4 nt 1.1 nt 3 1 1.5 nt 1.1 nt 3 1 1.4 nt 1.0 nt 3 1 1.4 nt* 1 1 0.8 nt* 2 1 1.3 nt* 2 2 1.4 nt* 2 2 1.4 nt nt nt
Source: CETESB, 2009; CETESB, 2008, p* Previous study CETESB, 2007 S = samples; TU = Toxic Unit; nt – non toxic; nr – non realized; * = Data assumed based on a previous study (CETESB, 2007); b= sample not analysed, then data was assumed for index calculation based on the median of previous campaign.
DA MATTA, Marcus E.M. da Matta; UMBUZEIRO, Gisela A. Sewage sludge hazard index based on bioassays: strategic tool for the decision-making process on sludge agricultural use. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 7682, jun. 2014.
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artigo original Chemicals compounds were sumarized for each WWTP considered and compared to values reported in other countries, and regulatory limits from Brazil, European Community, and USA sewage sludge norms for agricultural use (table 4). Inorganic contents from Sao Paulo sewage sludge were close to the median reported by Fytili and Zabaniotou (2008), except molybdenum concentration that was higher in S達o Paulo. Organic compounds from Sao Paulo sewage sludge were two to three orders of magnitude below maximum concentrations reported by Harrison, Oakes et al. (2006). Those finds indicate that samples analysed in this study had low to medium amount of contaminants, therefore a higher ecotoxicity is expected for samples with a higher degree of contamination.
DA MATTA, Marcus E.M. da Matta; UMBUZEIRO, Gisela A. Sewage sludge hazard index based on bioassays: strategic tool for the decision-making process on sludge agricultural use. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 7682, jun. 2014.
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artigo original Table 4 – Metal and organic analysis of the sewage sludge samples from the CETESB data base (Cetesb 2009b) in comparison with the range reported in other countries sewage sludges survey and norms Compounds
Sewage Sludge Norms (mg/kg dry matter) Bra
Arsenic
41
Barium
1300
USb
EECc
WDSd
World Sewage Sludge (mg/kg dry matter) min – max 1.1 – 230
State of Sao Paulo sewage sludge (min-max mg/kg dry matter)
median
AT-1 (n=4)
AT-2 (n=4)
AT-3 (n=4)
PCJ-1 (n=4)
PCJ-2 (n=4)
PCJ-3 (n=4)
SMG (n=4)
e
10
<2.00 - 5.34
<2.00 - 12.2
<2.00 - 4.4
<2.00 - 2.24
<2.00 - 4.32
<2.00 - 2.64
<2.00 - 2.58
304 – 446
173 - 258
151 - 228
63.5 - 573
518 - 624
323 - 567
119 - 273
10
1.85 - 9.11
1.43 - 4.59
0.7 - 5.58
5.41 - 10.9
4.16 - 11
<0.50 - 2.03
<0.50 - 1.61
-
Cadmium
39
39
20
5
1 – 3,400e
Lead
300
300
750
500
13 – 26,000e
500
87.1 – 138
112 - 209
15.9 - 63.8
102 – 143
153 - 222
4.68 - 31.9
21.8 - 67.2
800
e
800
715 – 978
300 - 463
405 - 1075
77.9 – 344
203 - 366
196 - 289
140 - 380
Copper
1500 1500 1000
Chromium
1000 1200
Mercury
17
Molybdenum
50
Nickel
420
17
420
16
300
Selenium
100
Zinc
2800 2800 2500
DEHP PAH
1
e
800
10 – 990,000
500
566 – 773
242 - 1508
298 - 631
95.2 – 724
261 - 368
22.9 - 52.3
12 - 344
5
0.6 – 56e
6
1.23 - 2.64
0.52 - 2.7
0.4 - 0.79
<0.10 - 2.16
<0.10 - 2
0.38 - 0.53
0.14 - 0.57
0.1 – 214e
4
<15.0 - 31.5
101 - 434
<15.0 - 15.9
<15.0 - 2.68
<15.0 - 48.3
<15.0 - 16.8
<15.0
80
<4.00 – 334
<4.00 - 811
95.6 - 138
51.7 – 115
31.2 - 42.6
8.73 - 25.9
18.6 - 87.1
200
2 – 5,300
e
1.7 - 17.2 2000 100
3
84 – 17,000
6
e
101 – 49,000e nd-58,300 nd-199
f,2
f,4
other PAH5 PCB6
0.8
nd-765f
other PCB PCDD/F
7
1.0 E-4
1.1E-06-4.1E-03
f
5
<2.00 - 3.54
<2.00 - 5.11
<2.00
<2.00 - 4.2
<2.00
<2.00 - 2.02
<2.00 - 2.19
1700
1397 – 2132
659 - 5923
571 - 4688
1095 - 1525
1244 - 1644
282 - 787
238 - 930
-
<0.005
<0.005 - 54.7
<0.005 - 128
<0.005 - 15.4
<0.005 - 95.2
<0.005
<0.005
<0.005
<0.005
<0.005 - 6.5E-02
<0.005
<0.005 - 2.2E-02
-
9.4E-01 - 2.8E+00 1.9E-01 - 9.1E+00 <0.005 - 1.4E+00
<0.005 - 1.0E+02
-
6.1E-01 - 2.2E+00 5.0E-02 - 2.4E+00
1.1E-02 - 1.8E+01 4.5E-02 - 7.2E+00
-
1.3E-01 - 1.7E+01 5.3E-02 - 3.1E-01 7.3E-03 - 5.7E-02 9.4E-03 - 2.9E-02 1.7E-02 - 1.2E+00 2.5E-03 - 5.8E-03 9.0E-04 - 3.8E-03
-
1.1E-01 - 2.3E+01 4.3E-02 - 2.3E-01 1.7E-03 - 7.2E-02 3.7E-03 - 2.3E-02 2.1E-02 - 1.9E+00 1.1E-03 - 8.6E-03 6.0E-04 - 7.5E-03
-
5.1E-06 - 3.2E-05
<0.005 - 3.2E-01
3.8E-05 - 9.9E-05 2.0E-06 - 1.1E-05 2.3E-05 - 8.3E-05
6.0E-06 - 6.5E-06 8.2E-08 - 9.2E-07 6.2E-07 - 1.1E-05
Chlorobenzenes8 Nd-184f <0.005 - 1.0E-01 2.2E-01 - 5.9E-01 <0.005 - 3.7E-02 <0.005 - 8.0E-03 <0.005 <0.005 <0.005 - 1.0E-01 Source: Adaptated from CETESB, 2009; (a) Brasil, 2006; (b) Council, 1991; (c) USEPA, 1993; (d) EC, 2000; (e) Fytili and Zabaniotou, 2008); f (Harrison et al, 2006; (1) Bis(2-ethylhexyl) phthalate; (2) phthalates; (3) Sum of the following polycyclic aromatic hydrocarbons: acenapthene, phenanthrene, fluorene, flouranthene, pyrene, benzo(b+j+k)fluoranthene, benzo(a)pyrene, benzo(ghi)perylene, indeno(1, 2, 3-c, d)pyrene; (4) polycyclic aromatic hydrocarbon; (5) Sum of the following polycyclic aromatic hydrocarbons:Acenaphthylene, Anthracene, Benzo (a) anthracene, Chrysene, Naphthalene; polychlorinated biphenyl; (6) Sum of the polychlorinated byphenils components number 28, 52, 101, 118, 138, 153, 180; (7) PCDD/F sum as I-TEQ; (8) Sum of the following chlorobenzenes: chlorobenzene, 1,2 - Dichlorobenzene, 1,2,4 - Trichlorobenzene, 1,2,4,5 - tetrachlorobenzene, 1,3 - Dichlorobenzene, 1,4 – Dichlorobenzene.
DA MATTA, Marcus E.M. da Matta; UMBUZEIRO, Gisela A. Sewage sludge hazard index based on bioassays: strategic tool for the decision-making process on sludge agricultural use. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 76-82, jun. 2014.
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artigo original Brazilian norm includes inorganic pollutants, such as arsenic, barium, selenium and molybdenum, not presented in other norms. All other compounds considered, with the exception of chromium, have similar limits as the one established by the US norm. The European Community norm is more restrictive then both, US and Brazilian norms, except for lead and chromium. Therefore the European Community Working Document on Sludge (WDS) is more restrictive for all inorganic compounds, and also includes some priority organic compounds in sludge. A sample were considered as non-compliance when a chemical concentration were above the norm threshold. The frequency of non-compliances was calculated for each norm by SSHI range group. Three groups were defined within a unit interval SSHI < 1; SSHI ≥ 1 and < 2; SSHI ≥ 2 and < 3; the last one SSHI ≥ 3 and < 5, within two units interval as only one sample had a SSHI above 4. Based on the median value (2.1) two groups, SSHI < 2; SSHI ≥ 2, were defined (table 5). Table 5 – Frequency (%) of sewage sludge samples above chemical threshold from different norm for sludge agricultural use, by SSHI rank groups
All sludge samples with SSHI below 3 were in compliance for sewage sludge agricultural use for both Brazilian and US norms. For EU norm two non-compliances were present in this range because of Cu and Ni concentration among samples with SSHI between 2 and 3. Generally the more restrictive the norm higher the frequency of non- compliances. This comparison needs to be looked upon carefully because some norms consider only a small set of pollutants, which could be the reason why some samples with high SSHI were still considered as compliance. Samples with SSHI below 2 presented non-compliances only when compared to WDS thresholds. Cd (5 samples), Cu (1 sample) and PCB (1 sample) concentrations were accountable for this result. Still considering WDS norm, DA MATTA, Marcus E.M. da Matta; UMBUZEIRO, Gisela A. Sewage sludge hazard index based on bioassays: strategic tool for the decision-making process on sludge agricultural use. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 7682, jun. 2014.
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artigo original samples with SSHI above 2 presented 80% of non-compliances due to the concentration of Cd (5 samples), Cu (3 samples), Cr (2 samples), Ni (3 samples), Zn (5 samples), PAH (3 samples), DEHP (1 sample) and PCB (1 sample). This increase of non-compliances for the most restrict criteria (WDS) indicates that the SSHI approach has a positive assertiveness in the early rejection of sludge samples intended to be used as soil amendment in agricultural land. Those analyses of non-conformace by SSHI range groups were limited to the few compounds with threshold values available in sewage sludge norms. We know that several other chemical pollutants are present in this complex matrix (Clarke and Smith, 2011; Harrison et al, 2006), that can fully or partly migrate to the aqueous extract dissolved by water or others cosolvents, and has a synergic, additive or antagonic interaction with other compounds which could affect each bioassays. For this reason, the relashionship found for the samples considered shows that a SSHI below 2 has lower probability to be fitotoxic or harm two screaner species sensitive to pollutants harmfull to others organisms. Considering the precautionary principle, samples that scores a SSHI above 2 should be warranted or it´s use avoided in agricultural land because the aqueous extract that represents the sample mobile fase led to toxicity, meaning a harzardous sample or a confounding factor in bioassay (Postma et al, 2001). 5 â&#x20AC;&#x201C;CONCLUSIONS The proposed SSHI, based on simple and low cost toxicity tests, seems to be a promising tool for assessing the degree of hazard of sewage sludge samples. If only the three proposed bioassays are performed for the characterization of a sewage sample, a SSHI below 2 seems to warrant the compliance with Brazilian, US and EU legal values. More data is required for a full validation of the proposed index. ACKNOWLEDGMENTS The authors thanks Maurea Nicoletti Flynn for technical assistance and Christian Blaise for valuable suggestions.
DA MATTA, Marcus E.M. da Matta; UMBUZEIRO, Gisela A. Sewage sludge hazard index based on bioassays: strategic tool for the decision-making process on sludge agricultural use. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 7682, jun. 2014.
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Artigo original Registro de emissão e transferência de poluentes: estudo de caso do processo de cromação de linguetas de aço carbono Pedro Henrique Bolanho Simões Engenheiro Ambiental pela Escola Superior de Química Oswaldo Cruz. Gestor Ambiental pela Faculdade SENAC de Ciências Ambientais. Auditor Líder de Sistema de Gestão Ambiental pela Bureau Veritas. Pós Graduando em Engenharia de Segurança do Trabalho pela Universidade Nove de Julho. E-mail: p.simoes@ecoadvisor.com.br Marcus Emmanuel Mamana da Matta Engenheiro Ambiental pela Escola Superior de Química Oswaldo Cruz. Doutor em Ciências pela Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo USP, Especialista em Gestão Ambiental pela Faculdade de Saúde Pública USP. Diretor da Intertox. Diretor Executivo da EcoAdvisor. E-mail: marcusmatta@usp.br; marcusmatta@ecoadvisor.com.br.
SIMÕES, Pedro Henrique Bolanho; MATTA, Marcus Emmanuel Mamana da. Registro de emissão e transferência de poluentes: estudo de caso do processo de cromação de linguetas de aço carbono . RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 83-113, jun. 2014.
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Artigo original RESUMO O Registro de Emissão e Transferência de Poluentes (RETP) é um sistema presente em diversos países que visa ao levantamento, tratamento e divulgação pública de emissões e transferências de poluentes químicos que causam ou têm potencial para causar danos ou risco de danos para a saúde humana e para o ambiente. O Brasil está implementando o RETP no formato janela única com o já existente relatório de atividades potencialmente poluidoras do Cadastro Técnico Federal IBAMA. É apresentado aqui um estudo de caso de realização do RETP para a atividade de tratamento de superfície. A metodologia de trabalho contemplou revisão bibliográfica do RETP, do processo produtivo e de aspectos do marco legal vigente no Brasil e no estado de São Paulo que podem ser utilizados para a declaração do RETP. Foram reunidas informações existentes sobre as características e quantidades de poluentes do processo produtivo e aplicados cálculos para quantificar as emissões anuais de poluentes para o ar e as transferências para estações de tratamento de efluentes e locais de disposição final de resíduos. O resultado foi a demonstração das etapas necessária para elaboração do relatório para atender ao RETP. Foram apresentados os processos produtivos, a identificação das fontes de poluição e licenciamento ambiental e identificação de poluentes a partir das matérias primas. Foi possível concluir que as informações geradas para atender o marco legal vigente no estado de São Paulo servirão de fonte de dados importante para a declaração do RETP, porém alguns poluentes da lista do RETP não fazem parte das rotinas de monitoramento. Assim as partes interessadas devem se organizar para obtenção do conhecimento necessário sobre os processos industriais, ocorrência de substâncias e aplicabilidade de metodologia para quantificação de emissões. Palavras-chave: RETP, tratamento superficial; emissão de poluentes.
ABSTRACT Pollutant Release and Transfer Registers (PRTR) is a national or regional environmental database or inventory of potentially hazardous chemical substances and/or pollutants released to air, water and soil and transferred offsite for treatment or disposal. Brazil is implementing this system using a single window form in the Federal Technical Registry of IBAMA. This issue will require that industrial or business facilities quantify and report the amounts of substances released to each environmental medium, which reflect the need for capacitation. This paper is a case study to implement PRTR in the metal industry regarding the processes of metal coating and finishing. The methodology contemplated a review of the PRTR, the productive process and measurement methods used to quantify the annual emissions of pollutants released to air and transferred off-site for treatment or disposal. The result presented the SIMÕES, Pedro Henrique Bolanho; MATTA, Marcus Emmanuel Mamana da. Registro de emissão e transferência de poluentes: estudo de caso do processo de cromação de linguetas de aço carbono . RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 83-113, jun. 2014.
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Artigo original demonstration of the steps necessary for preparing the report to meet the PRTR. Were presented the production processes, identification of sources of pollution and environmental licensing and of pollutants on the raw materials. It was concluded that the legal framework of Sao Paulo state provides data that can be used for PRTR, but some pollutants should be incremented in monitoring routine. Therefore, stakeholders should encourage knowledge about industrial process, substance occurrence, and pollution management control. Keywords: PRTR, Surface Treatment, Pollution emission.
1. INTRODUÇÃO O Registro de Emissões e Transferências de Poluentes (RETP) é um sistema que visa ao levantamento, tratamento e divulgação pública de emissões e transferências de poluentes que causam ou têm potencial para causar danos ou risco de danos para a saúde humana e o ambiente (MMA 2010a). Na União Europeia, o RETP1 foi implantado nos países membros para atender ao protocolo de Kiev da convenção de Aarhus (UNECE 1998a); em outros países o sistema foi implantado como ferramenta para o gerenciamento ambiental como o TRI (Toxic Release Inventory) dos EUA (OECD 1996). O modo de funcionamento do RETP implica na coleta de informações inseridas em modelo de janela única, proporcionando praticidade ao declarante e evitando o esforço de fornecimento repetitivo de informações. O marco regulatório do RETP está amparado no CTF/IBAMA cujos campos da declaração estão previstos no anexo IV da Instrução Normativa IBAMA nº 31 de 3 de dezembro de 2009 – “Informações a constar no relatório anual de atividades potencialmente poluidoras ou utilizadoras de recursos ambientais” (BRASIL 2009), alterado pela Instrução Normativa IBAMA 6 de 2014 (Figura 1).
1
Em língua inglesa a sigla é PRTR, para Pollutant Release and Transfer Registers SIMÕES, Pedro Henrique Bolanho; MATTA, Marcus Emmanuel Mamana da. Registro de emissão e transferência de poluentes: estudo de caso do processo de cromação de linguetas de aço carbono . RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 83-113, jun. 2014.
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Figura 1 Fluxo geral do RETP Brasil. Fonte: MMA (2010b).
O RETP não deixa de ser uma novidade na área de gestão ambiental. Seus dados declarados ficarão armazenados e disponíveis livremente no Portal do RETP, fortalecendo a mudança mental, de comando-e-controle, para o desempenho preventivo com qualidade. Isso ocorre porque as partes interessadas podem acompanhar o desempenho ambiental da empresa, tanto quanto ela pode declarar voluntariamente práticas de controle e prevenção da poluição, justificando uma redução das emissões de poluentes ao longo dos anos. Assim, as atividades potencialmente poluidoras serão encorajadas a ampliar o processo de controle de qualidade quanto às emissões de poluentes e transferência de resíduos. Consta no manual do declarante (MMA 2010b p.69) que este processo deve permear o modelo de governança da organização, identificar as partes internas que estão envolvidas no processo, criar indicadores de qualidade para seu desempenho, que sejam aplicáveis a todas as fases e etapas de busca, coleta, armazenagem, tratamento, análise, avaliação e comentários envolvendo os dados e informações alvo que foram utilizados e considerar seu próprio mecanismo de transparência e responsabilidade. SIMÕES, Pedro Henrique Bolanho; MATTA, Marcus Emmanuel Mamana da. Registro de emissão e transferência de poluentes: estudo de caso do processo de cromação de linguetas de aço carbono . RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 83-113, jun. 2014.
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Artigo original Utilizando como exemplo de estudo a atividade de cromação de linguetas de aço carbono, este artigo se propõe a identificar, no marco legal vigente do estado de São Paulo, a existência de dados de monitoramento que podem ser utilizados para a declaração do RETP. Identificar os poluentes emitidos e transferidos pela empresa que estão sujeitos à declaração do RETP. Complementar a quantificação de poluentes com metodologias apropriadas. Comparar as quantificações de substâncias com os limiares de declaração.
2. METODOLOGIA A metodologia de trabalho se dará pela revisão de literatura sobre o Registro de Emissões e Transferências de Poluentes (RETP) e dos aspectos necessários ao registro do RETP na atividade de tratamento superficial de metais, listada no Anexo VII da Lei Federal 10.165, de 27 de dezembro de 2000, como 03-Indústria Metalúrgica. Para esta atividade potencialmente poluidora será desenvolvido um modelo de relatório enfocando o atendimento da declaração do RETP, a ser registrada futuramente no CTF/IBAMA - Cadastro Técnico Federal. Para realização deste inventário será descrito os processos produtivos da atividade potencialmente poluidora e relacionadas as fontes de informações que o empreendimento deve ter para atender o marco legal do estado de São Paulo, constituindo, assim, o conjunto de dados disponíveis para serem utilizados de imediato na declaração do RETP. Os poluentes da lista RETP passíveis de emissão e transferência pela atividade poluidora serão identificados a partir da lista de substância químicas oficial publicada no Guia do declarante RETP ano base 2013 (MMA 2013). Com base nos dados disponíveis da atividade serão quantificadas as emissões anuais para os compartimentos ambientais ar, água e transferência de poluentes nos SIMÕES, Pedro Henrique Bolanho; MATTA, Marcus Emmanuel Mamana da. Registro de emissão e transferência de poluentes: estudo de caso do processo de cromação de linguetas de aço carbono . RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 83-113, jun. 2014.
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Artigo original resíduos, aplicando para métodos de estimação conforme recomendação da Organisation for Economic Coopertion and Development (OECD 2002a).
3. RESULTADOS E DISCUSSÕES A seguir serão apresentados os resultados e as discussões elaboradas com base no estudo de caso, de forma a estabelecer um modelo de declaração do RETP para a atividade de cromação, permeando a descrição da atividade, a ocorrência de dados em virtude do marco legal do estado de São Paulo, a identificação dos poluentes e quantificação dos poluentes emitidos ou transferidos no período de um ano e a comparação das emissões como os limiares de declaração do RETP Brasil. Os poluentes que não forem possíveis de quantificação serão apresentados para ampliação do monitoramento do empreendimento.
3.1. Dados Cadastrais Nesta simulação de declaração para o RETP utilizaremos dados de uma indústria nacional de grande porte instalada no estado de São Paulo que realiza atividade de tratamento superficial de metais, listada no Anexo VII da Lei Federal 10.165/00 como 03-Indústria Metalúrgica.
O nome da indústria será
mantido em sigilo e será utilizada a denominação da empresa como EcoMetal Ltda. Na etapa de cadastro os dados informados fazem parte da declaração do CTF/IBAMA como à localização geográfica da empresa, o CNPJ, o nome do responsável pelo empreendimento, do responsável pela declaração entre outros. Neste estudo de caso os seguintes parâmetros são relevantes:
Nome da empresa: EcoMetal LTDA
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Localização: Estado de São Paulo
Porte da empresa: Grande
Identificação da atividade poluidora: o Categoria de atividade: 03-Indústria Metalúrgica o Elemento descritivo: 03.11-Têmpera e cementação de aço, recozimento de arames, tratamento de superfície.
3.2. Processo Produtivo A EcoMetal LTDA tem como processo produtivo principal o tratamento superficial de linguetas de aço para indústria automobilística, e tem uma produção média de 9.600.000 linguetas cromadas por ano o que representa o tratamento de uma superfície total de 67200m2. O processo de tratamento superficial conhecido como Galvanização Eletrolítica consiste em revestir a peça de aço com duas camadas de níquel (10µm) sobrepostas por uma camada de cromo (0,25µm). A linha de produção é automatizada e envolve uma série de controles para manter os sistemas em funcionamento. Nesta linha de produção os operadores têm pouco contato com o produto e com componentes químicos, a atividade manual consiste em carregar e descarregar as peças das gancheiras, uma forma de suporte que conduz automaticamente as peças para dentro e fora dos banhos. O sistema é composto por diversos tanques nos quais as peças são submergidas por um tempo pré determinado, previamente passam por banhos de preparação da superfície, lavagem, deposição metálica e lavagem final.
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Artigo original 3.2.1. Preparação de Superfície A preparação de superfície promove uma limpeza para remover as impurezas das peças para conseguir boa aderência das camadas metálicas de níquel e cromo. A limpeza é composta por duas etapas: o desengraxe que tem como objetivo remover óleos e graxas, e a decapagem ácida que remove a camada de óxidos, hidróxidos e outras impurezas sólidas aderidas à peça. O desengraxe é do tipo alcalino eletroquímico e é composto por solução de hidróxido de sódio a alta temperatura e induzido por corrente elétrica. A decapagem é feita com ácido sulfúrico e água à temperatura ambiente. Após cada etapa de limpeza as peças são lavadas com água para remover o excesso de solução e evitar a contaminação do banho seguinte.
3.2.2. Deposição Metálica Após as etapas de limpeza as peças seguem para os banhos de deposição metálica, neste processo as camadas de níquel e cromo conferem propriedades anticorrosivas e brilho às peças. A deposição de níquel seguida de uma camada de cromo evita o embaçamento e aumenta a resistência à corrosão (CPMA 2001 p.10). A deposição de níquel ocorre por meio da imersão das peças em um banho induzido por corrente elétrica e composto principalmente por cloreto de níquel e ácido bórico. A deposição de cromo ocorre em banho composto por ácido crômico e radicais ácidos catalíticos (ácido sulfúrico) que ajudam no processo de redução do cromo.
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Artigo original 3.2.3. Fluxograma de Processo O fluxograma do processo com as informações sobre as fontes de poluição existentes na EcoMetal LTDA facilita a visualização das entradas de substâncias químicas e transferências de resíduos sólidos e efluentes líquidos em cada etapa da atividade, a Figura 2 mostra o fluxograma do processo da EcoMetal LTDA.
Figura 2. Fluxograma do Processo
3.2.4. Matérias Primas e Insumos A relação entre a quantidade utilizada e a composição dos insumos e materiais auxiliares da produção é fundamental para calcular a quantidade total de substâncias RETP. Na EcoMetal LTDA o controle sobre a quantidade de matéria prima é feito pelo gerenciamento da produção a partir de registros de estoque, controles de processo, requisições de compras, etc. O controle da composição dos produtos SIMÕES, Pedro Henrique Bolanho; MATTA, Marcus Emmanuel Mamana da. Registro de emissão e transferência de poluentes: estudo de caso do processo de cromação de linguetas de aço carbono . RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 83-113, jun. 2014.
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Artigo original processados é feito a partir de informações dos fabricantes e fornecedores, sendo um dos principais documentos de informação a FISPQ (Ficha de Informação de Segurança de Produtos Químicos). A FISPQ é um documento normalizado pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) conforme norma, ABNT-NBR 14725. Este documento, denominado “Ficha com Dados de Segurança” (promulga a Convenção nº 170 da Organização Internacional do Trabalho - OIT), deve ser recebido pelos empregadores que utilizem produtos químicos, tornando-se um documento obrigatório para a comercialização destes produtos. A FISPQ é um instrumento de comunicação dos perigos relacionados aos produtos químicos e para tanto no Brasil deve atender ao modelo de classificação de perigo do GHS, para o qual os ingredientes que contribuam para o perigo quando acima de um limite na composição da mistura (0,1% para carcinogênicos) deve ser informado. Em alguns casos a empresa informa o perigo da mistura como um todo e pode conforme previsão da Lei 10650 de 2003 obter o sigilo de alguns componentes da mistura. Assim a FISPQ é uma fonte de informações que deve ser avaliada atendendo a possibilidade do sigilo. Na EcoMetal LTDA os insumos contendo substâncias RETP estão presentes na matéria prima dos banhos de preparação de superfície e deposição metálica, também são empregados como reagentes no sistema de tratamento de efluentes líquidos e outros processos.
Contabilização de Entradas A contabilização de entradas foi calculada a partir de informações obtidas com os fornecedores dos insumos, os quais forneceram a composição aproximada do Aço utilizado na fabricação das linguetas e as FISPQs dos produtos químicos utilizados nos banhos.
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Artigo original Para determinar a quantidade anual de poluentes em kg/ano, realizou-se um cálculo de engenharia a partir da quantidade consumida dos produtos em kg multiplicado pela concentração das substâncias RETP expressa em %, conforme apresentado na Tabela 1. Tabela 1. Insumos do processo de Cromação Qtd. anual em kg Manganês e compostos 0,90% 8640,00* Cromação Linguetas de AÇO SAE 1045 960.000 Fósforo 0,04% 384,00* Desengraxante Eletrolítico 26.000 Hidróxido de Sódio N/A Prep. Superfície Decapante 13.000 Ácido Sulfúrico 98 % 12.740 Ácido Bórico N 26.000 Ácido Bórico N/A Ácido Crômico 30% 78000 Cromo (III) e compostos 15,42% 12029,5 Deposição Ácido Nítrico 15% 52000 Ácido Nítrico 15,00% 780,0 Metálica Cloreto de Níquel 80 % 520 Níquel e compostos 19,76% 102,7 Sulfato de Níquel 60 % 2.600 Níquel e compostos 13,40% 348,3 Ácido Sulfúrico 98% 744,73 Hidróxido de Sódio 98% 729,8 Cloreto de Bário N 5319 Ácido Sulfúrico N/A ETE Hidróxido de Sódio N 106390 Hidróxido de Sódio N/A Metabissulfito de Sódio N 5.320 Metabissulfito de Sódio N/A *Quantidades não serão consideradas no cálculo de limiar, pois se encontram em concentração abaixo de 1% N/A: Não contém substâncias da lista RETP Processo
Insumo/ Material Auxiliar
Consumo kg/ano
Substâncias
Concent ração %
3.2.5. Fontes de Emissões Atmosféricas As fontes de poluição atmosférica estão descritas no MCE de renovação da licença de operação da EcoMetal LTDA, no qual constam uma descrição das fontes de emissão, os poluentes emitidos e os equipamentos de controle de poluição existentes. Também constam no MCE informações sobre as chaminés como quantidade, altura, diâmetro, capacidade produtiva; e informações do processo como o período de funcionamento, os combustíveis utilizados, a concentração e taxa de emissão de poluentes e as condições e formas de monitoramento. Os limites máximos de emissões são estabelecidos pela resolução CONAMA 382/06 e pelo Decreto Estadual 8468/76, entretanto na legislação federal a SIMÕES, Pedro Henrique Bolanho; MATTA, Marcus Emmanuel Mamana da. Registro de emissão e transferência de poluentes: estudo de caso do processo de cromação de linguetas de aço carbono . RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 83-113, jun. 2014.
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Artigo original atividade de tratamento de superfície não tem determinação de parâmetros específicos. Há referência para o monitoramento desta atividade no Anexo B do termo de referência para elaboração do plano de monitoramento de emissões atmosféricas (PMEA), que estabelece a realização de análises bianuais dos parâmetros Óxidos de Nitrogênio (NOx), Hidrocarbonetos (HC) e Compostos Orgânicos Voláteis (COVs) (CETESB 2010). Entretanto a EcoMetal LTDA não realiza monitoramento de NOx, HC e COVs, pois segue como orientação principal o plano de auto monitoramento acordado com a CETESB que definiu a análise bianual de parâmetros de emissão de Partículas Inaláveis (MP10), Cromo e Níquel. As emissões provem das chaminés da linha de produção dos exaustores instalados na superfície dos tanques dos banhos de deposição. As emissões para o ar ocorrem nas etapas de preparação da superfície e de deposição de cromo e níquel.
As etapas de preparação da superfície geram emissões de vapores
alcalinos e ácidos e vapores provenientes da volatilização e perdas fugitivas de solventes do processo de desengraxe. As emissões de deposição metálica são os vapores de ácidos de cromo e níquel gerados na superfície dos tanques, estes vapores são retirados do ambiente de trabalho por meio de exaustores e lavadores de gases. A Figura 3 mostra que antes de serem liberados pelas chaminés os gases passam por um sistema lavador para retenção de material particulado e metais. O material retido no lavador de gases vira efluente e segue para a Estação de Tratamento de Efluentes.
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Artigo original Chaminé
Gases para atmosfera
Exaustor Lavador de Gases
Lavador de Gases
Efluentes (ETE) Vapores de Níquel
Vapores de Cromo
TANQUE DE DEPOSIÇÃO DE NÍQUEL
TANQUE DE DEPOSIÇÃO DE CROMO
Figura 3. Sistema de Exaustão e Lavadores de Gases
Contabilização de Emissões para o Ar A quantificação de poluentes emitidos para o compartimento ambiental ar foi realizada a partir de resultados de monitoramento direto feito por laboratório especializado por meio de determinação química de poluentes em duas chaminés conforme métodos de amostragem e análises baseados em normas reconhecidas pela CETESB. A Taxa de Geração de Poluentes em kg/ano constam nos laudos de monitoramento atmosférico e foram calculadas a partir da taxa de emissão medida em kg/h, multiplicada por 8760h. A Tabela 2 apresenta as taxas de emissão anual de partículas inaláveis (MP10), Cromo e Níquel determinados pelo laboratório a partir de cálculos feitos utilizando as concentrações dos poluentes obtidas nas análises, às vazões de saída dos gases e o tempo de operação da linha de produção.
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Artigo original Tabela 2. Emissões Atmosféricas de Material Particulado (MP10) e cromo na chaminé do lavador de gases do tanque de cromo e Níquel Processo Deposição de Cromo Deposição de Níquel
Substâncias RETP MP10 Cromo (III) e compostos MP10 Níquel e Compostos
Emissão para o Ar (kg/ano) 666,00 9,00 3933,50 39,5
3.2.6. Efluentes Líquidos Informações sobre o despejo de efluentes líquidos como, por exemplo, as vazões e os parâmetros de qualidade do efluente estão disponíveis no MCE e também no plano de auto monitoramento de efluentes da CETESB, Na EcoMetal LTDA o acompanhamento das vazões de saída é feito por medidores eletrônicos e a qualidade do efluente é comprovada por análises laboratoriais feitas trimestralmente. Os efluentes são lançados na rede pública de esgotos e, portanto devem se enquadrar nos padrões de lançamento conforme Art. 19A do decreto estadual 8468/76 que é a base legal para o lançamento de efluentes nestas condições. Os efluentes do processo provem do transbordo constante das águas de lavagem e também do descarte periódico dos tanques de desengraxe e decapagem ácida que quando estão contaminados comprometem o bom funcionamento do sistema. Existem também águas de lavagem de máquinas, pisos, efluentes do sistema lavador de gases. Todos os efluentes seguem por canaletas até a Estação de Tratamento de Efluentes para serem tratados antes do descarte. Para atender os padrões de lançamento os efluentes são tratados através da precipitação de hidróxidos e redução prévia do cromo, este processo é gerador de lodo residual (NPI 1999 p.8).
. SIMÕES, Pedro Henrique Bolanho; MATTA, Marcus Emmanuel Mamana da. Registro de emissão e transferência de poluentes: estudo de caso do processo de cromação de linguetas de aço carbono . RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 83-113, jun. 2014.
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Artigo original 3.2.6.1. Estação de Tratamento de Efluentes O sistema de tratamento é composto pelas seguintes etapas: Acidificação, Redução do cromo, ajuste de pH, adição de polieletrólito, decantação, filtração e equalização de pH final. (Figura 4). H2SO4
Metabissulfito
Tanque de Acidificação
Tanque de Redução
Leite de Cal
Soda Cáustica
Tq . Ajuste de pH
Decantador
Efluente Tratado
Efluente Bruto Filtro Prensa
Lodo
Figura 4. Estação de Tratamento de Efluentes
A acidificação é feita pela adição de ácido sulfúrico até o pH 2,5 com isto ocorre à formação indesejada de sulfatos necessitando da adição de cloreto de bário para precipitação dos sulfatos. A redução do cromo para forma estável de Cromo III é feita a partir da adição de Metabissulfito de sódio. O ajuste de pH é feito pela adição de óxido de cálcio dissolvido em água (Leite de Cal) e soda caustica, quando o pH atinge a faixa de 11,0 é feita adição do polieletrólito para acelerar a floculação e sedimentação dos metais no decantador. Antes de ser lançado na rede de esgoto o efluente passa por filtro de carvão e caso necessário recebe ácido sulfúrico para acerto final do pH. Do fundo dos decantadores é drenado o lodo para desaguamento no filtro prensa. Contabilização de Transferências em Efluentes Líquidos As estimativas de emissão para água foram calculadas a partir de medições diretas obtidas em análises de caracterização dos efluentes líquidos feitos por laboratórios especializados e acreditados pela norma NBR ISO/IEC 17025/05. A partir dos resultados expressos em mg/l, realizou-se um cálculo de engenharia SIMÕES, Pedro Henrique Bolanho; MATTA, Marcus Emmanuel Mamana da. Registro de emissão e transferência de poluentes: estudo de caso do processo de cromação de linguetas de aço carbono . RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 83-113, jun. 2014.
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Artigo original para determinar a quantidade anual de poluentes em kg/ano, utilizou-se à média dos resultados das duas últimas análises dos efluentes multiplicado pela média da vazão anual da ETE nos últimos dois anos que é 10639 m 3. A Equação 1 mostra o cálculo feito para obter os valores das emissões apresentados na Tabela 3. (1)
Tabela 3. Contabilização das transferências em efluentes líquidos pela ETE EFLUENTE TRATADO DA ETE Total descartado no ano 10.639.000 l Gerado no processo físico-químico da estação de tratamento de efluentes da fábrica. Substância RETP CEFL (mg/L) Eágua (kg) Fenóis 0,036 0,3841 Tricloroetileno 0,022 0,2341 Arsênio e Compostos** < LQ 0,0000 Cádmio e compostos 0,053 0,5674 Chumbo e compostos 0,017 0,1809 Cianetos (CN) 0,001 0,0106 Cobre e compostos 0,010 0,1064 Cromo Hexavalente e compostos* < 0,01 0,0532 Cromo (III) e compostos 0,035 0,3724 Fluoretos (F total) 1,279 13,6108 Manganês e compostos 0,031 0,3248 Mercúrio e compostos** < LQ 0,0000 Níquel e Compostos 0,759 8,0750 Amônia 1,037 11,0291 Selênio e seus compostos** < LQ 0,0000 Zinco e Composto 0,152 1,6136 *Resultados analíticos com concentrações abaixo do limite de quantificação os quais foi utilizado o valor médio entre 0 e o limite de quantificação. ** Resultados analíticos com concentrações abaixo do limite de quantificação os quais não foram considerados para o cálculo de quantificação.
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Artigo original Determinadas
substâncias
analisadas
apresentaram
resultados
não
detectados, no caso do Cromo Hexavalente, apesar de sua concentração estar abaixo do limite de quantificação foi considerado o valor médio entre zero e o limite de quantificação, pois o Cromo faz parte dos insumos do processo. Outros parâmetros como Arsênio, Mercúrio e Selênio, não foram considerados da mesma forma, pois não fazerem parte de insumos do processo e nunca terem sido identificados em correntes de entrada ou saída da ETE e também não estarem presentes nas análises do Lodo da ETE.
3.2.7. Resíduos Sólidos O controle interno sobre geração e destinação de resíduos é feito através da emissão de notas fiscais e através da emissão do Manifesto de Transporte de Resíduos (MTR). Os inventários anuais de resíduos sólidos industriais contêm os dados sumarizados sobre as quantidades de todos os resíduos gerados, o tipo de destinação e o local de destinação final. Outras fontes de informação sobre resíduos sólidos industriais são o MCE e o Certificado de Movimentação de Resíduos de Interesse Ambiental (CADRI) que é exigido pela CETESB para todos os resíduos considerados de interesse ambiental. O CADRI é a principal fonte de informações sobre a composição do resíduo que é geralmente obtida através de análises laboratoriais conforme ABNT, NBR 10.004 de 2004 ou a partir do levantamento sobre as matérias primas. A EcoMetal LTDA produz diversos tipos de resíduos como sucatas metálicas, materiais recicláveis, panos contaminados com óleos e graxas, embalagens de produtos químicos e pallets de madeira. Dentre os resíduos sólidos gerados pelo SIMÕES, Pedro Henrique Bolanho; MATTA, Marcus Emmanuel Mamana da. Registro de emissão e transferência de poluentes: estudo de caso do processo de cromação de linguetas de aço carbono . RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 83-113, jun. 2014.
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Artigo original processo da EcoMetal LTDA, o lodo da estação de tratamento de efluentes (Lodo da ETE) foi utilizado para o cálculo da substância RETP devido à grande quantidade gerada e a existência de análise laboratorial que quantifica a presença de substâncias químicas. Contabilização de Transferências em Resíduos Sólidos A quantificação da transferência anual de substâncias presentes nos resíduos sólidos foi feita através de cálculos a partir das medições direta de poluentes do resíduo de Lodo da ETE obtidas em análises laboratoriais. Os valores das emissões apresentados na Tabela 4 são expressos em kg/ano e foram calculados a partir da Equação 2, a qual e o produto da concentração de cada elemento em mg/kg pela quantidade de resíduo sólido gerada por um ano de produção que é de 50 toneladas, conforme declarado no Inventário anual de resíduos da indústria.
(2)
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Artigo original Tabela 4. Cálculo aplicado para estimar a transferência de poluentes para fora do sítio em resíduos RESÍDUO DE LODO DA ETE Total descartado no ano 50.000 kg Gerado no processo físico-químico da estação de tratamento de efluentes da fábrica. Substância RETP CEFL (mg/L) E água (kg) Arsênio e Compostos** < LQ 0,000 Antimônio e Compostos** < LQ 0,000 Berílio e compostos** < LQ 0,000 Cádmio e Compostos 0,02 0,001 Cobalto e Compostos* 0,07 0,004 Cobre e Compostos* 0,03 0,002 Chumbo e compostos 0,21 0,011 Cromo (III) e compostos* 838,2 41,910 Fluoretos (F total) * 6,3 0,315 Fósforo* 5,4 0,270 Manganês e Compostos* 92,7 4,635 Mercúrio e compostos** < LQ 0,000 Níquel e Compostos* 65,524 3,276 Selênio e seus compostos < LQ 0,000 Vanádio e compostos* 0,03 0,002 Zinco e compostos* 339,4 16,970 *Substância 1 A não contabilizada, pois ocorre em concentração < 1%. ** Resultados analíticos com concentrações abaixo do limite de quantificação os quais não foram considerados para o cálculo de quantificação.
Contabilização de substâncias RETP As substâncias contabilizadas no processo produtivo da EcoMetal LTDA foram comparadas aos os limiares de declaração definidos no Manual do Declarante do RETP ano base de 2013 (MMA 2013) para determinar as substâncias que devem ser obrigatoriamente declaradas no RETP. O cálculo do limiar de reporte é feito após a contabilização das entradas, emissões e transferências de substâncias RETP por cada processo levantado na planta conforme orientações de cálculo e limiares de reporte para as categorias de substâncias RETP apresentadas a seguir.
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Artigo original 3.2.8. Cálculo do limiar de reporte das substâncias categoria 1A. O limiar de reporte para as substâncias categoria 1A é de 10 toneladas. Ao calcular o limiar incluiu-se a quantidade da substância 1A de todos os processos considerados, em que esta foi:
Manufaturada, processada, ou de outra maneira usada à concentração por peso maior ou igual ≥ 1%, e
Acidentalmente manufaturada, processada ou de outra maneira usada como subproduto em qualquer concentração, e
Contida em rejeitos dispostos durante o ano de reporte em qualquer concentração, e
Contida em resíduos dispostos durante o ano de reporte a concentração por peso maior ou igual ≥ 1%.
Para o cálculo da Tabela 5 fora somadas as quantidades contabilizadas em insumos do processo, quantidades de substâncias emitidas para o Ar e transferidas em resíduos e efluentes. Na Tabela 5 estão listadas as substâncias 1A levantadas na EcoMetal LTDA.
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Artigo original Tabela 5. Quantidades de substâncias categoria 1A em resíduos, insumos e manufaturadas com a indicação da necessidade de reporte Substâncias 1A
CAS
Ácido Nítrico Ácido Sulfúrico Amônia Cianetos (CN) Cobre e compostos Cromo (III) e compostos Fenóis Fluoretos (F total) Manganês e compostos Níquel e compostos Tricloroetileno Zinco e compostos
7697-37-2 7664-93-9 7664-41-7 RETP0028 RETP0039 RETP0041 108-95-2 83, NA-22 RETP0074 RETP0078 79-01-6 RETP0101
Qtd. Presente em Insumos (kg) 780,00 729,84 0,00 0,00 0,00 12029,49 0,00 0,00 0,00 451,04 0,00 0,00
Transf. em Resíduos (kg)
Transf. Emissões em para o Ar Efluentes (kg) (kg)
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
0,00 0,00 11,03 0,01 0,11 0,37 0,38 13,61 0,32 8,08 0,23 1,61
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 9,00 0,00 0,00 0,00 39,50 0,00 0,00
Total (kg)
Reporte
780,00 729,84 11,03 0,01 0,11 12038,86 0,38 13,61 0,32 498,61 0,23 1,61
Não Não Não Não Não Sim Não Não Não Não Não Não
3.2.9. Cálculo do limiar de reporte das substâncias categoria 1B Os limiares de reporte para as substâncias categoria 1B estão apresentados na Tabela 6. Tabela 6. Limiares de Reporte para as substâncias categoria 1B levantadas na planta da EcoMetal LTDA Substâncias 1B Cádmio e Compostos
CAS RETP0104
Limiar de Reporte (kg)
Chumbo e compostos
RETP0105
50,00
Cromo hexavalente e compostos
RETP0107
50,00
5,00
Ao calcular o limiar incluiu-se a quantidade da substância 1B de todos os processos considerados, em que esta foi:
Manufaturada,
processada,
ou
de
outra
maneira
usada
em
concentração igual ou acima da especificada na Tabela 6, e
Acidentalmente manufaturada, processada ou de outra maneira usada como subproduto em qualquer concentração, e
Contida em rejeitos em qualquer concentração, e
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Artigo original
Contida em resíduos em qualquer concentração.
Na Tabela 7 estão listadas as substâncias 1B levantadas com a indicação da necessidade de reporte.
Tabela 7. Quantidades de substâncias categoria 1 B na planta Substâncias 1A Cádmio e Compostos Chumbo e Compostos Cromo hexavalente e compostos
CAS
Qtd. presente em Insumos (kg)
Transf. em Resíduos (kg)
Transf. em Efluentes (kg)
0,00
0,00
0,57
0,00
0,00
0,01
0,18
0,00
0,00
0,05
RETP 0104 RETP 0105 RETP 0107
Emissões para o Ar Total (kg) (kg)
Limiar (kg)
Reporte
0,57
5
Não
0,00
0,19
50
Não
0,00
0,05
50
Não
3.2.10. Cálculo do limiar de reporte para as substâncias categoria 2 O cálculo do limiar 50 kg de HPAs se baseia nas quantidades emitidas ou transferidas resultantes de manufatura não intencional ou da geração de rejeitos. Não foram levantadas substâncias categorias 2 na planta, usualmente estas substâncias são emitidas a partir de processos de combustão de combustíveis fósseis.
3.2.11. Cálculo para limiar de reporte para as substâncias categoria 3 O cálculo de limiar de substâncias categoria 3 (Dioxinas, Furanos e Hexaclorobenzeno) não será efetuado, pois as atividades específicas que devem SIMÕES, Pedro Henrique Bolanho; MATTA, Marcus Emmanuel Mamana da. Registro de emissão e transferência de poluentes: estudo de caso do processo de cromação de linguetas de aço carbono . RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 83-113, jun. 2014.
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Artigo original ser desenvolvidas para requerer o reporte não são realizadas na EcoMetal LTDA (ver Volume 8 - Manual do Declarante do RETP ano base de 2013).
3.2.12. Cálculo para limiar de reporte para as substâncias categoria 4A Os limiares para emissões de contaminantes aéreos são baseados na quantidade liberada para o ar, para a declaração da emissão anual de Material Particulado (MP10), foi considerado a soma das emissões das duas chaminés existentes que totalizou 4599,50 kg/ano de MP10, verifica-se valor que fica acima do limiar estabelecido que é de 500 kg/ano. Na Tabela 8 estão listadas as substâncias categoria 4A levantadas na planta da EcoMetal LTDA com a indicação da necessidade de reporte.
Tabela 8. Quantidades de substâncias categoria 4A manufaturadas na planta com a indicação da necessidade de reporte Substância 4A Material Particulado (PM10)
CAS
Emissões para o Ar (kg)
Total (kg)
Reporte
-
4599,50
4599,50
Sim
3.2.13. Cálculo para limiar de reporte para as substâncias categoria 5 As substâncias categoria 5 devem ser reportadas se a emissão total de Compostos Orgânicos Voláteis (COV) não metânico (categoria 4A) for ≥ 10 toneladas, e a quantidade total da substância categoria 5 (COV individual) emitida para o ar for ≥ 1 tonelada. Não foram contabilizadas emissões de COV no processo avaliado portanto não será necessário reportar os COVs individualizados. SIMÕES, Pedro Henrique Bolanho; MATTA, Marcus Emmanuel Mamana da. Registro de emissão e transferência de poluentes: estudo de caso do processo de cromação de linguetas de aço carbono . RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 83-113, jun. 2014.
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Artigo original 3.3. Resumo do Reporte As substâncias que ultrapassaram os limiares de reporte devem ser declaradas, neste caso, a presença de Cromo e MP10 em emissões e transferências do processo produtivo. A Tabela 8 apresenta as substâncias RETP que devem ser declaradas em emissões. Tabela 8. Emissões de Substâncias RETP que devem ser declaradas Substância RETP Cromo (III) e compostos Material Particulado (PM10)
Emissões para o Ar (kg) 9,00 4599,50
Emissões para o Água (kg) 0,37 0,00
Emissões para o Solo (kg) 0,00 0,00
No caso da EcoMetal LTDA o método de cálculo utilizado para emissões para o ar foi medida direta. A presença de substâncias em efluentes e resíduos neste caso é tratada como transferência, pois ambos são enviados para tratamento externo e não configuram emissões para água ou para o solo. A Tabela 9 apresenta as substâncias RETP que devem ser declaradas em transferências. Tabela 9. Quantidades de substâncias categoria 4A manufaturadas na planta com a indicação da necessidade de reporte Substância RETP Cromo (III) e compostos Material Particulado (PM10)
Transf. em Efluentes (kg
Transf. em Resíduos (kg)
0,37 0,00
0,00 0,00
4. CONCLUSÃO O caso estudado foi de uma indústria de grande porte, com sistema de gestão ambiental implantado e certificado por organismo internacional e que atende aos requisitos legais aplicáveis. Neste estudo de caso, foi possível verificar SIMÕES, Pedro Henrique Bolanho; MATTA, Marcus Emmanuel Mamana da. Registro de emissão e transferência de poluentes: estudo de caso do processo de cromação de linguetas de aço carbono . RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 83-113, jun. 2014.
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Artigo original que o os dados atuais de monitoramento da empresa atendem parcialmente as necessidades de quantificações de poluentes emitidos e transferidos exigidos pelo RETP. A partir da organização e tratamento dos dados existentes e aplicação de cálculos de engenharia é possível realizar o preenchimento dos campos do RETP de forma parcial. A disponibilidade de informações de poluentes transferidos em resíduos sólidos e efluentes líquidos compreendeu uma quantidade satisfatória de substâncias em relação à lista, conforme lista do RETP. Em relação às emissões atmosféricas, a regulamentação legal não impõe um monitoramento abrangente em quantidade de parâmetros para fontes fixas e também não requer aplicação de cálculos de estimativas para quantificação de poluentes fugitivos no processo. As emissões anuais de níquel e cromo, obtidas por medida direta são pouco expressivas e ficam abaixo dos limiares adotados no Brasil. É notável que neste processo de tratamento de superfície uma grande parte dos poluentes atmosféricos como dióxido de carbono, monóxido de carbono, óxidos de enxofre (SOx), óxidos de nitrogênio (NOx), Hidrocarbonetos Aromáticos Policíclicos (HAPs) não foram contabilizados, pois não foram estimadas emissões proveniente da combustão dos aquecedores e veículos internos. Alguns poluentes da lista do RETP não fazem parte das rotinas de monitoramento do estudo de caso. Na visão do RETP, as partes interessadas devem se organizar para obtenção do conhecimento necessário sobre os processos industriais, ocorrência de substâncias e aplicabilidade de metodologia para quantificação de emissões. Nesse sentido os declarantes podem obter apoio de universidades e associações de classe para o desenvolvimento de manuais setoriais, detalhando métodos de medição e estimativa por processos e para o grupo de substâncias da lista oficial do RETP, como exemplo os manuais elaborados pelo NPI da Austrália (NPI, 1999).
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Artigo original A identificação de substâncias da Lista RETP pode ser obtida a partir do levantamento da composição dos insumos utilizados nos processos, que pode ser consultada a partir do banco de dados de FISPQ (Ficha de Informação de Segurança de Produtos Químicos). Neste caso deve-se atentar a alguns aspectos: (i) condição de sigilo quando classificação de perigo é realizada diretamente com dados da mistura; (ii) substâncias em concentrações inferiores ao limite da norma não aparecem na composição do produto; (iii) falta de qualidade das FISPQ obtida com os fornecedores. Outro fator relevante para evolução do RETP é a utilização de fatores de emissão o que permite abranger o levantamento às áreas as quais não possuem medidas diretas como por exemplo a érea de utilidades que inclui equipamentos como Caldeiras e Torres de Resfriamento. A melhoria continua da acuracidade das informações do processo produtivo como, por exemplo, das quantidades de resíduos gerados, horas trabalhadas e substâncias químicas utilizadas é fundamental para o RETP. Dados que se aplicam nos cálculos de estimativa influenciam diretamente no resultado final e devem continuamente aprimorados para melhorar a qualidade dos resultados. Vejamos o exemplo dos dados de geração de resíduos sólidos os quais são obtidos em valores registrados no MTR, estes números não remetem ao mês em que este resíduo foi gerado podendo conter porções geradas em diferentes períodos e até em anos anteriores. Outro fator relevante para a quantificação de emissões é a caracterização da massa bruta dos resíduos sólidos que muitas vezes não é feita análise laboratorial para emissão do CADRI. É o caso também de ampliar a periodicidade de caracterização de resíduos sempre que houver mudanças no processo produtivo que possam interferir na característica do resíduo. O RETP por tratar de sistema implantado em diversos países, os dados obtidos podem ser comparados com outras empresas do mesmo setor (Benchmarking) para verificar discrepâncias que a atividade do declarante pode SIMÕES, Pedro Henrique Bolanho; MATTA, Marcus Emmanuel Mamana da. Registro de emissão e transferência de poluentes: estudo de caso do processo de cromação de linguetas de aço carbono . RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 83-113, jun. 2014.
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Artigo original estar emitindo de poluentes. Esse dado pode ser utilizado para direcionamento de metas para revisão do processo e inserção de práticas de aprimoramento, as quais além de vantagens econômicas em redução de custo, ambientais pela redução de emissão de poluentes tóxicos prioritários, poderão promover a empresa quanto a seu desempenho no Portal do RETP.
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Artigo original A problematização como estratégia didática em aulas sobre uso indevido de drogas e farmacodependência Saulo Rios Mariz Pós-Doutor em Prevenção ao uso indevido de drogas (Université Paris 8). Centro de Ciências Biológicas e da Saúde. Universidade Federal de Campina Grande (CCBS-UFCG). E-mail: sjmariz22@hotmail.com Raquel Santana de Freitas Discentes do curso de Medicina (CCBS- Universidade Federal de Campina Grande). Mariana Muniz Lustosa Discentes do curso de Medicina (CCBS- Universidade Federal de Campina Grande) Isadora Souza Paula Discentes do curso de Medicina (CCBS- Universidade Federal de Campina Grande) Ana Paula Peron Doutora em Genética e Melhoramento – Universidade Estadual de Maringá (UEM). Programa de Pós-Graduação em Genética e Melhoramento, Universidade Federal do Piauí. Laboratório de Citogenética Animal e Vegetal (UFPI - Campus CSHNB). Picos Iana Batim Felício Calou Doutora em Farmacologia – Universidade Federal do Ceará (UFC). Universidade Federal do Piauí. Laboratório de Farmacologia (UFPI - Campus CSHNB). Picos Gilberto Santos Cerqueira Doutor em Farmacologia – Universidade Federal do Ceará (UFC). Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas,Universidade Federal do Piauí. Laboratório de Anatomia (UFPI - Campus CSHNB). Picos
MARIZ, Saulo Rios; FREITAS, Raquel Santana de; LUSTOSA, Mariana Muniz; PAULA, Isadora Souza; PERON, Ana Paula; CALOU, Iana Batim Felício; CERQUEIRA, Gilberto Santos. A problematização como estratégia didática em aulas sobre uso indevido de drogas e farmacodependência. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 114-124, jun. 2014.
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Artigo original RESUMO A formação superior na área de saúde tem passado por importantes modificações nos últimos anos. No Brasil, graduações como medicina e enfermagem sofreram profundas modificações em seus projetos pedagógicos de curso (PPC) objetivando, de um modo geral, o desenvolvimento de habilidades como uma maior capacidade de raciocinar criticamente. A Farmacologia e a Toxicologia possuem destacada importância na formação profissional, pois os medicamentos são o principal recurso terapêutico utilizado na atualidade e a exposição humana a toxicantes é uma questão de saúde pública. Neste trabalho relatamos uma experiência de “ensino baseado em problemas” (PBL). Nosso ambiente experimental foram aulas sobre prevenção ao uso indevido de drogas e à farmacodependência, e nosso corpus consistiu de situações retiradas do cotidiano. Este trabalho pretende colaborar com um ensino em saúde mais crítico-reflexivo, que resulte na formação de profissionais progressivamente mais preparados para atuar, com qualidade, nos mais diversos serviços de saúde demandados pela sociedade moderna. Palavras-chave: farmacologia, toxicologia, dependência química, ensino, inovação. ABSTRACT The teaching in health sciences has undergone important changes in recent years. In Brazil, courses such as medicine and nursing have suffered deep modifications in their educational projects of course (PPC) aiming at, generally speaking, the development of skills for greater ability to reason critically. The Pharmacology and Toxicology have highlighted importance in vocational training, because the medicines are the main therapeutic resource used in actuality and human exposure to toxicantes is a public health issue. In this work, we report an experiment of Problem-Based Learning (PBL). Our experimental environment were classes about preventing drug abuse and chemical dependency and our corpus consisted of situations taken from daily life. This work intends to collaborate with a health education more critical-reflective, resulting in the formation of professionals increasingly prepared to act, with quality, in the most diverse health services demanded by modern society. Keywords: pharmacology, toxicology, substance-related disorders, teaching, innovation.
MARIZ, Saulo Rios; FREITAS, Raquel Santana de; LUSTOSA, Mariana Muniz; PAULA, Isadora Souza; PERON, Ana Paula; CALOU, Iana Batim Felício; CERQUEIRA, Gilberto Santos. A problematização como estratégia didática em aulas sobre uso indevido de drogas e farmacodependência. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 114-124, jun. 2014.
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Artigo original INTRODUÇÃO A necessidade constante e progressiva de reformulação dos projetos pedagógicos e estruturas curriculares de cursos de graduação da área de ciências da saúde se dá, em grande parte, pelo aumento e diversificação das demandas de assistência em saúde e as óbvias necessidades de reformulações dos serviços na área, desde a atenção primária até nas instituições que trabalham com a alta complexidade (BATISTA; SILVA, 1998). As recentes reformas curriculares em cursos como os de Medicina e Enfermagem têm objetivado, de um modo geral, um ensino mais proativo, para que o discente ao ser submetido o quanto antes a situações
inerentes
ao
seu
futuro
cotidiano
profissional,
desenvolva
progressivamente a capacidade de raciocinar criticamente em cada situação, relacionando
conteúdos
teóricos
com
iminentes
vivências
profissionais
(KLEGERIS; HURREN, 2011). Nesse sentido, a aprendizagem baseada em problemas, ou problematização (PBL) tem se destacado nos últimos anos, como estatégica didática em Ciências da Saúde por características diversas, tais como : a aproximação do ensino com a realidade profissional, o estímulo à reflexão para habilitar o aprendiz não somente para identificar problemas como também para elaborar estratégias de superação dos mesmos (SCHAURICH, CABRAL, ALMEIDA, 2007; HUBER, DALONGEVILLE, 2011). A Farmacologia, enquanto ciência que estuda os fármacos e medicamentos nos mais diversos aspectos e a sua “prima-irmã” a Toxicologia que se ocupa da exposição humana às substâncias químicas bioativas potencialmente tóxicas (RANG et al, 2011) estão presentes nos currículos desses cursos como conteúdos importantes para futuros médicos e enfermeiros. Apesar disso, o estudo dessas ciências tem sido mencionado como fator de estresse (MONTEIRO et al, 2007). Um dos mais importantes grupos de substâncias bioativas abordados por essas disciplinas são os neuropsicofármacos, entre os quais se encontram as MARIZ, Saulo Rios; FREITAS, Raquel Santana de; LUSTOSA, Mariana Muniz; PAULA, Isadora Souza; PERON, Ana Paula; CALOU, Iana Batim Felício; CERQUEIRA, Gilberto Santos. A problematização como estratégia didática em aulas sobre uso indevido de drogas e farmacodependência. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 114-124, jun. 2014.
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Artigo original substâncias psicoativas capazes de, quando usadas de modo indevido, causarem farmacodependência. Esse uso indevido de psicoativos e a farmacodependência, doença primária de etiologia complexa, são entendidos hoje como um problema de saúde pública a ser enfrentado incrementando-se os esforços em prevenção, levando-se em conta as dificuldades inerentes ao processo terapêutico e os já bem conhecidos insucessos de uma política pública com ênfase na repressão (MOREAU, 2003; RANG et al, 2012). Nesse sentido, os profissionais de saúde mais diretamente envolvidos com a atenção primária, principalmente enfermeiros e médicos, precisam estar aptos para acolher e encaminhar adequadamente casos de uso problemático de drogas psicoativas, dentro de um contexto social que tem modificado significativamente tal comportamento nas últimas décadas. Desse modo, o presente trabalho se apoia na abordagem didática da problematização como estratégia de destaque entre outras possibilidades no ensino em ciências biológicas e da saúde, especificamente, da Farmacologia e da Toxicologia (FREITAS et al., 2012). Apresentam-se a condução e os resultados de experiências didáticas de análise e discussão de situações-problema em uso indevido de drogas e dependência química como forma de solidificar conceitos teóricos, em aulas de Farmacologia e Toxicologia (BATISTA; SILVA, 1998; AMARAL; BARACAT, 2009). METODOLOGIA A experiência sobre o uso da problematização (PBL) como estratégia de ensino foi realizada com discentes regularmente matriculados nas disciplinas de Farmacologia (obrigatória) e Toxicologia (optativa) dos cursos de Medicina e Enfermagem do CCB-UFCG, durante os semestres letivos do ano de 2013 e primeiro semestre de 2014. Uma semana antes da aula expositiva sobre uso indevido de drogas e farmacodependência, distribuiu-se para discussão e MARIZ, Saulo Rios; FREITAS, Raquel Santana de; LUSTOSA, Mariana Muniz; PAULA, Isadora Souza; PERON, Ana Paula; CALOU, Iana Batim Felício; CERQUEIRA, Gilberto Santos. A problematização como estratégia didática em aulas sobre uso indevido de drogas e farmacodependência. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 114-124, jun. 2014.
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Artigo original elaboração de posicionamentos preliminares, nas equipes discentes compostas desde o primeiro dia de aula, cinco situações retiradas do cotidiano, relacionadas ao uso de drogas psicoativas, descritas a seguir: Situação 1: Em uma dessas noites, assistindo a um programa de entrevistas de grande audiência na TV brasileira, vi um jornalista e publicitário (“ex-dependente químico) sendo entrevistado. Ao pegar na caneca com água, cheirou o líquido antes de bebê-lo. Esta atitude pode ser considerada como apenas um costume da grande maioria das pessoas (talvez falta de educação), que nada tem a ver com o fato do indivíduo já ter sido dependente algum dia na vida. Também é possível entende-la como compreensível, pois diante da insegurança que droga produz, o indivíduo, mesmo após a cura, sempre agirá com receios devido a memória química de substâncias como álcool. Você concorda? Justifique.
Situação 2: Em uma campanha governamental de combate ao uso de drogas, um adolescente, com ar “abobalhado”, aparece olhando fixamente para o vídeo e mascando chiclete. O narrador vai elencando diversos malefícios orgânicos ligados ao uso da droga e concluiu mais ou menos desta forma: “... sabe o que quem usa maconha tem na cabeça? ” Silêncio por um momento e logo depois se ouve uma sonoplastia de descarga de vaso sanitário. Discorra sobre essa peça publicitária enquanto estratégia para prevenção ao uso indevido de drogas.
Situação 3: Um cantor brasileiro dependente de cocaína foi levado a participar de uma “pegadinha” em um programa de TV. Criou-se uma situação tal que o jovem cantor, sem saber que estava sendo filmado, ficou só em uma sala onde observava um pó branco deixado lá propositalmente pela produção do programa. Tal atitude pode ser considerada como algo interessante e uma forma criativa de mostrar ao público que o artista estava curado. Você concorda?
Situação 4: Um comercial de cerveja na TV apresentava uma primeira cena onde garotas criticavam ratinhos chamando-os de “animais estúpidos”, ao assistirem a uma reportagem sobre a compulsão animal na qual, ratinhos teimavam em pegar o queijo mesmo que isso lhes causasse um choque. Em outro quadro, os rapazes em um grupo abrem um após outro, o congelador para pegar uma latinha da cerveja mesmo sempre tomando choque. Se no Brasil houvesse fiscalização da publicidade de bebidas alcoólicas e você participasse da comissão, você autorizaria esse comercial? Justifique.
MARIZ, Saulo Rios; FREITAS, Raquel Santana de; LUSTOSA, Mariana Muniz; PAULA, Isadora Souza; PERON, Ana Paula; CALOU, Iana Batim Felício; CERQUEIRA, Gilberto Santos. A problematização como estratégia didática em aulas sobre uso indevido de drogas e farmacodependência. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 114-124, jun. 2014.
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Artigo original Situação 5: Uma marca famosa de cerveja no Brasil, tem produzido uma série de comerciais de TV que parecem seguir uma mesma linha propositiva. No mais recente, um grupo de jovens se vê cercado por lobos ferozes durante uma festa no meio da mata, em uma noite escura. Na fuga, após tropeçarem em ossadas humanas, conseguem entrar em um avião que havia caído e estava pendurado em algumas árvores. Dentro da aeronave, encontram latas de cerveja no colo do piloto morto e, em vez de usar o rádio para pedir ajuda, o transformam em som ambiente para retomarem a festa, afinal, “a vida manda quadrado, você devolve redondo”. Comente se há algo nesse filme publicitário que seja merecer de crítica. Justifique. Você lembra de outros comerciais semelhantes? Quais semelhanças você perceber?
No dia da aula expositiva sobre o tema, logo no início dos trabalhos, disponibilizou-se um tempo para que cada grupo se posicionasse em relação às situações apresentadas. Ao final da aula, após a exposição do conteúdo, as respostas de cada equipe para as situações-problema apresentadas foram retomadas oportunizando-se uma discussão mais ampla. Mediante perguntas e observações, o professor tentou estimular os discentes a, gradativamente, usarem as informações recentemente recebidas, na análise de cada situação a fim de reorientar ou confirmar seus posicionamentos prévios. RESULTADOS E DISCUSSÃO Em recente publicação sobre abordagens didático-pedagógicas utilizadas em aulas de Farmacologia, em cursos de Enfermagem e Medicina (FREITAS et al., 2012), apresentamos que a aprendizagem baseada em problemas se destacou como sendo a estratégia utilizada em 33% dos relatos encontrados. Entre outras possibilidades, os autores encontraram: estudos de casos (31%), programas de computador e educação à distância (7% cada) vídeos (5%), exposição convencional, estudo dirigido e uso de animais (4% cada). Apesar de se poder considerar o número de estudos sobre o tema como relativamente pequeno, percebe-se que as MARIZ, Saulo Rios; FREITAS, Raquel Santana de; LUSTOSA, Mariana Muniz; PAULA, Isadora Souza; PERON, Ana Paula; CALOU, Iana Batim Felício; CERQUEIRA, Gilberto Santos. A problematização como estratégia didática em aulas sobre uso indevido de drogas e farmacodependência. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 114-124, jun. 2014.
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Artigo original pesquisas encontradas evidenciam uma preocupação crescente com a metodologia de ensino na área de ciências da saúde. Cremos que esses dados podem subsidiar trabalhos posteriores de pesquisadores interessados nessa linha investigativa, como estratégia de grande utilidade para a melhoria da formação dos nossos graduandos. No que concerne ao resultado da atividade de problematização (PBL) proposta aos nossos discentes com o intuito de experimentação didáticopedagógica no ensino sobre farmacodependência e prevenção ao uso indevido de drogas, constatou-se que a mesma foi bem recebida pelos participantes, principalmente diante dos relatos de estímulos para a discussão e pelo fato de que, ao receberem subsídios teóricos para se posicionar sobre cada uma das situações, puderam rever suas respostas emitidas, no início da aula, com base em um senso comum muito semelhante ao modo de pensar de indivíduos leigos no assunto, ou seja, da população que, em breve, tais estudantes deverão atender. Ao aplicarem os conhecimentos apresentados na aula expositiva tiveram a oportunidade de sedimentarem o entendimento a respeito dos princípios norteadores da prevenção ao uso indevido de drogas e à farmacodependência. De um modo mais específico, ao se posicionarem sobre a situação1, inicialmente os discentes discordaram da possível explicação fundamentada em um hábito da maioria das pessoas (cheirar a bebida antes de ingeri-la), mas aceitaram a segunda tentativa de explicação do texto. Depois de instigados à reflexão e com base na apresentação de conceitos fundamentais sobre dependência química, perceberam que, podemos admitir que a atitude de cheirar o líquido antes de bebê-lo reflete sim, uma cautela do indivíduo, mas que a dita “insegurança” é terapêutica, pois para a drogadição não se pode falar em cura, por mais longo que seja o atual período de abstinência em que se encontre o paciente. Se entendermos cura, como o retorno do indivíduo à situação de saúde integral (bem-estar biopsicossocial) na qual ele se encontrava antes de adoecer, de fato, tal estado é muito difícil de ser obtido pelo grande risco de que, um mero MARIZ, Saulo Rios; FREITAS, Raquel Santana de; LUSTOSA, Mariana Muniz; PAULA, Isadora Souza; PERON, Ana Paula; CALOU, Iana Batim Felício; CERQUEIRA, Gilberto Santos. A problematização como estratégia didática em aulas sobre uso indevido de drogas e farmacodependência. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 114-124, jun. 2014.
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Artigo original contato com a droga, pode despertar esquemas cerebrais de memória química e colocar novamente o usuário diante de um forte desejo (compulsão) de consumir a substância psicoativa (MOREAU, 2003; FIGLIE, BORDIN, LARANJEIRA, 2010; RANG et al, 2011). Ao discutirmos a situação 2, a maioria dos presentes desconhecia ou não se lembrava do filme apresentado, o que permitiu a provocação sobre o quanto as campanhas governamentais “antidrogas” são raras na grande mídia e que, quando ocorrem, cometem erros estratégicos como o aqui observado, de grave desrespeito ao ser humano acometido por uma enfermidade. Tal equívoco desrespeitoso já foi exposto por boa parte dos discentes, enquanto outro grupo afirmava ser uma abordagem válida, pela sua característica de produzir um choque. Entretanto, com o evoluir das discussões prevaleceu a opinião de que o dependente de drogas deve, acima de tudo, ser percebido e acolhido como um indivíduo enfermo e que precisa de ajuda para vencer, do modo menos traumático possível, a sua doença. Que esse indivíduo quando procura ajuda especializada ou é encaminhado para tratamento já vem com uma história de vida repleta de descriminação e julgamentos morais. Desse modo, o profissional de saúde, cuidador por excelência, deve apoiar e ajudar o dependente químico em seu intento de interromper o uso da droga e manter a abstinência (MOREL, 2004). Na situação 3, a grande maioria discordou do afirmado no texto, sendo o pensamento majoritário de que se tratou de uma exposição desnecessária à uma situação de grave risco de recaída no uso da droga (FIGLIE, BORDIN, LARANJEIRA, 2010). Aqui os discentes retomaram comentários feitos quando da aula expositiva sobre generalidades em farmacodependencia, tais como, o fato de essa ser uma doença sem cura e de que o drogadicto sofre com problemas como o que se convencionou chamar de “memória química”, já discutido em momento anterior da atividade. As discussões sobre a situação 4 nos levaram a um consenso de que a referida peça publicitária de uma marca de cerveja não deveria ser veiculada na MARIZ, Saulo Rios; FREITAS, Raquel Santana de; LUSTOSA, Mariana Muniz; PAULA, Isadora Souza; PERON, Ana Paula; CALOU, Iana Batim Felício; CERQUEIRA, Gilberto Santos. A problematização como estratégia didática em aulas sobre uso indevido de drogas e farmacodependência. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 114-124, jun. 2014.
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Artigo original grande mídia, pela forte mensagem de que o prazer, trazido pela bebida, compensa quaisquer riscos ou “punições”. Algo semelhante aos comentários sobre a situação 5, em que mesmo no momento inicial da atividade, já se teve a exposição de preocupações sobre a mensagem implícita (mas não tanto) de que o prazer a droga (bebida alcóolica) pode deixar os dissabores da vida (risco de morte e, até mesmo, a própria morte concretizada) menos terríveis. Falou-se em “banalização da vida” e a discussão sobre a necessidade de uma regulação da propaganda de bebidas alcoólicas na grande mídia foi suscitada. CONCLUSÕES A crescente preocupação sobre o desenvolvimento de novas abordagens didáticas no ensino de ciências biológicas e da saúde nos permite afirmar que estamos diante de um tema muito importante, todavia, ainda pouco explorado. Além disso, o relato de experiência aqui apresentado pode colaborar com docentes e discentes interessados em transformar o ensino de graduação na área de saúde em um processo pedagógico mais crítico-reflexivo, de modo a estimular a formação de profissionais progressivamente mais preparados para atuar, com qualidade, nos mais diversos serviços de saúde demandados pela sociedade moderna. O aprofundamento de estudos com objetivos semelhantes, nas várias disciplinas que compõem as grades curriculares dos nossos cursos de graduação, resultaria em mais pesquisas sobre educação em ciências da saúde, permitindonos continuar compartilhando análises e reflexões que colaborem com a “oxigenação” contínua das nossas práticas na formação de profissionais de saúde para que os mesmos sejam, progressivamente, mais competentes para atuarem junto à uma população bastante carente de serviços qualificados de assistência em saúde.
MARIZ, Saulo Rios; FREITAS, Raquel Santana de; LUSTOSA, Mariana Muniz; PAULA, Isadora Souza; PERON, Ana Paula; CALOU, Iana Batim Felício; CERQUEIRA, Gilberto Santos. A problematização como estratégia didática em aulas sobre uso indevido de drogas e farmacodependência. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 114-124, jun. 2014.
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Artigo original REFERÊNCIAS AMARAL, J. L. G.; BARACAT, E. C. O futuro das escolas médicas no Brasil. Barueri, SP: Minha Editora, 2009. 157p. BATISTA, N. A.; SILVA, S. H. S. O professor de medicina: conhecimento, experiência e formação. São Paulo: Edições Loyola, 1998. 181p. FIGLIE, N. B.; BORDIN, S.; LARANJEIRA, R. Aconselhamento em dependência química. 2ª ed. São Paulo: Roca, 2010. FREITAS, R.S.; LUSTOSA, M. M.; PAULA, I. S.; MARIZ, S. R. Em busca de novas abordagens no ensino de Farmacologia: a problematização como estratégia didática em aulas sobre farmacodependência. Revista Letras Raras, v.1, n.1, p.336-342. 2012. HUBER, M.; DALONGEVILLE, A. (Se) former par les situations-problèmes. Des déstabilisations constructives. 2a ed. Lyon: Chronique sociale, 2011. KLEGERIS A.; HURREN H. Impact of problem-based learning in a large classroom setting: student perception and problem-solving skills. Adv Physiol Educ, v.35, n.4, p.408-415, 2011 MONTEIRO, KFS et al. Estresse no cotidiano acadêmico: o olhar dos alunos de Enfermagem da Universidade Federal do Piauí. Esc. Anna NERY [online]. v.11, n.1, p. 66-72, 2007. MOREAU, RLM. Fármacos e drogas que causam dependência. IN: OGA, S. Fundamentos de Toxicologia. 2.ed. São Paulo: Atheneu Editora, 2003. 474p. MARIZ, Saulo Rios; FREITAS, Raquel Santana de; LUSTOSA, Mariana Muniz; PAULA, Isadora Souza; PERON, Ana Paula; CALOU, Iana Batim Felício; CERQUEIRA, Gilberto Santos. A problematização como estratégia didática em aulas sobre uso indevido de drogas e farmacodependência. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 114-124, jun. 2014.
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Artigo original MOREL, A. Prévenir les toxicomanies. Paris: Dunod, 2004. RANG, HP et al. Uso, dependência e abuso de fármacos. IN: RANG, HP et al. Farmacologia. Rio de Janeiro: Elsevier, p.592-607, 2011. Diego
SchaurichI;
Fernanda
Beheregaray
CabralII;
Miriam
de
Abreu
AlmeidaIIIMetodologia da problematização no ensino em Enfermagem: uma reflexão do vivido no PROFAE / RS1
Esc. Anna Nery vol.11 no.2 Rio de
Janeiro June 2007
MARIZ, Saulo Rios; FREITAS, Raquel Santana de; LUSTOSA, Mariana Muniz; PAULA, Isadora Souza; PERON, Ana Paula; CALOU, Iana Batim Felício; CERQUEIRA, Gilberto Santos. A problematização como estratégia didática em aulas sobre uso indevido de drogas e farmacodependência. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 7, n. 2, p. 114-124, jun. 2014.
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