A toxicologia é o estudo dos venenos ou, de forma mais abrangente, a identificação e quantificação dos resultados adversos associados à exposição a agentes físicos, substâncias químicas e outras condições. Como tal, a toxicologia baseia-se na maioria das ciências biológicas básicas, disciplinas médicas, epidemiologia e algumas áreas da química e da física para obter informações, projetos e métodos de pesquisa. A toxicologia abrange desde investigações de pesquisa básica sobre o mecanismo de ação de agentes tóxicos até o desenvolvimento e interpretação de testes padrão que caracterizam as propriedades tóxicas dos agentes. A toxicologia fornece informações importantes tanto para a medicina quanto para a epidemiologia na compreensão da etiologia e no fornecimento de informações quanto à plausibilidade das associações observadas entre exposições, incluindo ocupações e doenças. A toxicologia pode ser dividida em disciplinas padrão, como toxicologia clínica, forense, investigativa e regulatória; a toxicologia pode ser considerada por sistema ou processo de órgão-alvo, como imunotoxicologia ou toxicologia genética; a toxicologia pode ser apresentada em termos funcionais, como pesquisa, teste e avaliação de risco.
É um desafio propor uma apresentação abrangente da toxicologia neste enciclopédia. Este capítulo não apresenta um compêndio de informações sobre toxicologia ou efeitos adversos de agentes específicos. Esta última informação é melhor obtida a partir de bases de dados continuamente atualizadas, conforme descrito na última seção deste capítulo. Além disso, o capítulo não tenta enquadrar a toxicologia em subdisciplinas específicas, como a toxicologia forense. A premissa do capítulo é que as informações fornecidas sejam relevantes para todos os tipos de empreendimentos toxicológicos e para o uso da toxicologia em várias especialidades e áreas médicas. Neste capítulo, os tópicos são baseados principalmente em uma orientação prática e integração com a intenção e propósito do enciclopédia como um todo. Os tópicos também são selecionados para facilitar a referência cruzada dentro do enciclopédia.
Na sociedade moderna, a toxicologia tornou-se um elemento importante na saúde ambiental e ocupacional. Isso ocorre porque muitas organizações, governamentais e não governamentais, utilizam informações da toxicologia para avaliar e regular os perigos no local de trabalho e no ambiente não ocupacional. Como parte das estratégias de prevenção, a toxicologia é inestimável, pois é a fonte de informação sobre perigos potenciais na ausência de exposições humanas generalizadas. Os métodos toxicológicos também são amplamente utilizados pela indústria no desenvolvimento de produtos, para fornecer informações úteis no projeto de moléculas específicas ou formulações de produtos.
O capítulo começa com cinco artigos sobre princípios gerais de toxicologia, importantes para a consideração da maioria dos tópicos da área. Os primeiros princípios gerais referem-se à compreensão das relações entre a exposição externa e a dose interna. Na terminologia moderna, “exposição” refere-se às concentrações ou quantidade de uma substância apresentada a indivíduos ou populações – quantidades encontradas em volumes específicos de ar ou água, ou em massas de solo. “Dose” refere-se à concentração ou quantidade de uma substância dentro de uma pessoa ou organismo exposto. Na saúde ocupacional, os padrões e diretrizes são geralmente definidos em termos de exposição ou limites permitidos de concentração em situações específicas, como no ar do local de trabalho. Esses limites de exposição são baseados em suposições ou informações sobre as relações entre exposição e dose; no entanto, muitas vezes as informações sobre a dose interna não estão disponíveis. Assim, em muitos estudos de saúde ocupacional, as associações podem ser feitas apenas entre exposição e resposta ou efeito. Em alguns casos, os padrões foram estabelecidos com base na dose (por exemplo, níveis permitidos de chumbo no sangue ou mercúrio na urina). Embora essas medidas estejam mais diretamente correlacionadas com a toxicidade, ainda é necessário calcular novamente os níveis de exposição associados a esses níveis para fins de controle de riscos.
O próximo artigo trata dos fatores e eventos que determinam as relações entre exposição, dose e resposta. Os primeiros fatores estão relacionados à captação, absorção e distribuição - os processos que determinam o transporte real de substâncias do ambiente externo para o corpo através de portais de entrada, como pele, pulmão e intestino. Esses processos estão na interface entre os seres humanos e seus ambientes. O segundo fator, do metabolismo, diz respeito à compreensão de como o corpo lida com as substâncias absorvidas. Algumas substâncias são transformadas por processos celulares do metabolismo, que podem aumentar ou diminuir sua atividade biológica.
Os conceitos de órgão-alvo e efeito crítico foram desenvolvidos para auxiliar na interpretação dos dados toxicológicos. Dependendo da dose, duração e via de exposição, bem como dos fatores do hospedeiro, como a idade, muitos agentes tóxicos podem induzir uma série de efeitos nos órgãos e organismos. Um papel importante da toxicologia é identificar o efeito importante ou conjuntos de efeitos para prevenir doenças irreversíveis ou debilitantes. Uma parte importante dessa tarefa é a identificação do órgão primeiro ou mais afetado por um agente tóxico; este órgão é definido como o “órgão-alvo”. Dentro do órgão-alvo, é importante identificar o evento ou eventos importantes que sinalizam intoxicação ou dano, a fim de verificar se o órgão foi afetado além da faixa de variação normal. Isso é conhecido como “efeito crítico”; pode representar o primeiro evento em uma progressão de estágios fisiopatológicos (como a excreção de proteínas de baixo peso molecular como efeito crítico na nefrotoxicidade), ou pode representar o primeiro e potencialmente irreversível efeito em um processo patológico (como a formação de um aduto de DNA na carcinogênese). Esses conceitos são importantes em saúde ocupacional porque definem os tipos de toxicidade e doença clínica associados a exposições específicas e, na maioria dos casos, a redução da exposição tem como objetivo a prevenção de efeitos críticos em órgãos-alvo, em vez de todos os efeitos em todos ou quaisquer órgão.
Os próximos dois artigos tratam de importantes fatores do hospedeiro que afetam muitos tipos de respostas a muitos tipos de agentes tóxicos. São eles: determinantes genéticos ou fatores hereditários de suscetibilidade/resistência; e idade, sexo e outros fatores, como dieta ou coexistência de doenças infecciosas. Esses fatores também podem afetar a exposição e a dose, modificando a captação, absorção, distribuição e metabolismo. Como as populações trabalhadoras em todo o mundo variam em relação a muitos desses fatores, é fundamental que os especialistas em saúde ocupacional e os formuladores de políticas entendam como esses fatores podem contribuir para as variabilidades de resposta entre as populações e indivíduos dentro das populações. Em sociedades com populações heterogêneas, essas considerações são particularmente importantes. A variabilidade das populações humanas deve ser considerada na avaliação dos riscos de exposições ocupacionais e na obtenção de conclusões racionais do estudo de organismos não humanos em pesquisas ou testes toxicológicos.
A seção fornece duas visões gerais sobre toxicologia no nível mecanicista. Mecanicamente, os toxicologistas modernos consideram que todos os efeitos tóxicos manifestam suas primeiras ações no nível celular; assim, as respostas celulares representam as primeiras indicações dos encontros do corpo com um agente tóxico. Supõe-se ainda que essas respostas representam um espectro de eventos, desde lesões até a morte. A lesão celular refere-se a processos específicos utilizados pelas células, a menor unidade de organização biológica dentro dos órgãos, para responder ao desafio. Essas respostas envolvem mudanças na função de processos dentro da célula, incluindo a membrana e sua capacidade de absorver, liberar ou excluir substâncias; a síntese dirigida de proteínas a partir de aminoácidos; e a rotatividade dos componentes celulares. Essas respostas podem ser comuns a todas as células lesadas ou podem ser específicas para certos tipos de células dentro de certos sistemas de órgãos. A morte celular é a destruição de células dentro de um sistema de órgãos, como consequência de lesão celular irreversível ou descompensada. Agentes tóxicos podem causar morte celular aguda devido a certas ações, como envenenamento da transferência de oxigênio, ou a morte celular pode ser consequência de intoxicação crônica. A morte celular pode ser seguida por substituição em alguns, mas não em todos os sistemas de órgãos, mas em algumas condições a proliferação celular induzida pela morte celular pode ser considerada uma resposta tóxica. Mesmo na ausência de morte celular, lesões celulares repetidas podem induzir estresse nos órgãos que comprometem sua função e afetam sua progênie.
O capítulo é então dividido em tópicos mais específicos, que são agrupados nas seguintes categorias: mecanismo, métodos de teste, regulamentação e avaliação de risco. Os artigos sobre mecanismos concentram-se principalmente em sistemas-alvo em vez de órgãos. Isso reflete a prática da toxicologia e medicina modernas, que estuda sistemas de órgãos em vez de órgãos isolados. Assim, por exemplo, a discussão da toxicologia genética não está focada nos efeitos tóxicos de agentes em um órgão específico, mas sim no material genético como alvo de ação tóxica. Da mesma forma, o artigo sobre imunotoxicologia discute os vários órgãos e células do sistema imunológico como alvos de agentes tóxicos. Os artigos de métodos são projetados para serem altamente operacionais; eles descrevem os métodos atuais em uso em muitos países para identificação de perigos, ou seja, o desenvolvimento de informações relacionadas às propriedades biológicas dos agentes.
O capítulo continua com cinco artigos sobre a aplicação da toxicologia na regulamentação e formulação de políticas, desde a identificação de perigos até a avaliação de riscos. É apresentada a prática corrente em vários países, assim como a IARC. Esses artigos devem permitir que o leitor entenda como as informações derivadas de testes toxicológicos são integradas com inferências básicas e mecanicistas para derivar informações quantitativas usadas na definição de níveis de exposição e outras abordagens para controlar riscos no local de trabalho e no ambiente geral.
Um resumo dos bancos de dados toxicológicos disponíveis, aos quais os leitores desta enciclopédia podem consultar para obter informações detalhadas sobre exposições e agentes tóxicos específicos, pode ser encontrado no Volume III (consulte “Bancos de dados toxicológicos” no capítulo Manuseio seguro de produtos químicos, que fornece informações sobre muitas dessas bases de dados, suas fontes de informação, métodos de avaliação e interpretação e meios de acesso). Esses bancos de dados, juntamente com o enciclopédia, proporcionar ao especialista em saúde ocupacional, ao trabalhador e ao empregador a possibilidade de obter e utilizar informações atualizadas sobre toxicologia e avaliação de agentes tóxicos por órgãos nacionais e internacionais.
Este capítulo enfoca os aspectos da toxicologia relevantes para a segurança e saúde ocupacional. Por esse motivo, a toxicologia clínica e a toxicologia forense não são especificamente abordadas como subdisciplinas do campo. Muitos dos mesmos princípios e abordagens descritos aqui são usados nessas subdisciplinas, bem como na saúde ambiental. Eles também são aplicáveis para avaliar os impactos de agentes tóxicos em populações não humanas, uma grande preocupação das políticas ambientais em muitos países. Foi feita uma tentativa empenhada de alistar as perspectivas e experiências de especialistas e profissionais de todos os setores e de muitos países; no entanto, o leitor pode notar um certo preconceito em relação aos cientistas acadêmicos do mundo desenvolvido. Embora o editor e os colaboradores acreditem que os princípios e a prática da toxicologia sejam internacionais, os problemas de viés cultural e estreiteza da experiência podem ficar evidentes neste capítulo. O editor do capítulo espera que os leitores deste enciclopédia ajudará a garantir a perspectiva mais ampla possível, pois esta importante referência continua a ser atualizada e expandida.