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Toxicantes absorvidos pelos Pulmões geralmente são:

- Gases

- Vapores de líquidos voláteis ou volatizáveis

- Aerossóis

Gases e Vapores: A absorção de gases inalados ocorre principalmente pelos pulmões.

- Passam pelo nariz, conchas nasais (que aumentam a área de superfície) antes de absorvidos pelos pulmões.

- Mucosa nasal é recoberta por filme de fluido: moléculas gasosas podem ficar retidas no nariz e não atingir os

pulmões se forem muito hidrossolúveis. Também podem reagir com componentes da superfície celular.

-Nariz atua como “depurador” para gases hidrossolúveis e gases altamente reativos

- Gás inalado: Quando um gás é inalado pelos pulmões, moléculas de gás difundem-se do espaço alveolar para o

sangue. Então, dissolvem-se até que as moléculas de gás no sangue estejam em equilíbrio com as moléculas de gás

no espaço alveolar.

- Depois que o equilíbrio é estabelecido, a razão da concentração de uma substância química no sangue e na fase

gasosa é constante. Essa razão é chamada de coeficiente de partição sangue/gás. Essa constante é única para cada

gás.

- Quando o equilíbrio é atingido, a taxa de transferência de moléculas de gás do espaço alveolar para o sangue

equivale à taxa de remoção pelo sangue do espaço alveolar.

-Taxa de absorção de gases no pulmão: é variável e depende da taxa de solubilidade do toxicante (concentração no

sangue/ concentração na fase gasosa antes ou na saturação) em equilíbrio.

- Gases com taxa de solubilidade muito baixa: a taxa de transferência depende do fluxo sanguíneo através dos

pulmões (limitado pela perfusão)

- Gases com alta taxa solubilidade: é fundamentalmente uma função da taxa e da profundidade da respiração

(limitada pela ventilação).

- Sangue transporta moléculas de gás para o restante do organismo. Em cada tecido, moléculas de gás são

transferidas do sangue para o tecido até que o equilíbrio seja atingido. Após liberar parte do gás para os tecidos, o

sangue retorna aos pulmões para receber mais gás. O processo continua até que o gás atinja o equilíbrio entre o

sangue e cada tecido. Nesse momento, não ocorre aumento na absorção de gás e sua concentração permanece

constante, pois um estado de equilíbrio foi alcançado.

- Se ocorrer biotransformação e excreção, a absorção alveolar continuará até se estabelecer o estado de equilíbrio

correspondente. Os pulmões podem, também, contribuir potencialmente para a biotransformação ou a eliminação

de toxicantes antes de sua entrada na circulação sanguínea.

Aerossóis e partículas:

- Principais características que afetam a absorção são o tamanho do aerossol e a solubilidade das substâncias

químicas nele presentes.

-O local de deposição dos aerossóis depende amplamente do tamanho das partículas. Quanto menor a partícula,

mais longe na árvore respiratória ela será depositada. Partículas igual ou maior que 5 micrometros depositadas

na região nasofarígea (removidas ao se limpar, assoar o nariz ou espirrar).

- Muco presente na superfície ciliada nasal propele partículas insolúveis por meio dos movimentos ciliares. Essas

partículas e as inaladas pela boca são engolidas em poucos minutos.

-Partículas solúveis podem se dissolver no muco e ser carregadas para a faringe ou ser absorvidas pelo epitélio nasal

para o sangue.

- Partículas com aprox. 2,5 micrometros de diâmetro são depositadas, sobretudo, nas regiões traqueobronquiais, a

partir das quais são retiradas pelo movimento retrógrado da camada de muco das porções ciliadas do sistema

respiratório. Algumas partículas podem ser deglutidas e absorvidas no sistema digestório. Toxicantes ou infecções

virais que danificam os cílios podem prejudicar a eficiência desse processo.

- Partículas com até 1 micrometro de diâmetro ingressam nos sacos alveolares dos pulmões. Podem ser absorvidas

para o sangue ou eliminadas pela linfa após serem retiradas pelos macrófagos alveolares.

- Conforme o tamanho das partículas diminui, seu número em

potencial por unidade de espaço aumenta com a área total

superficial das partículas -> nanopartículas têm propensão a

entregar uma grande quantidade de material particulado para os

pulmões.

- Se o material particulado for tóxico, a severidade da resposta

pode estar relacionada ao tamanho da partícula.

-A remoção ou absorção de material particulado dos alvéolos

parece ocorrer por três mecanismos principais:

1) As partículas podem ser removidas dos alvéolos por um

processo físico. As partículas depositadas na camada fluídica dos

alvéolos são aspiradas para a porção mucociliar da região

traqueobronquial. Deste local, são transportadas para a boca e

podem ser deglutidas.

2) As partículas presentes nos alvéolos podem ser removidas via fagocitose pelos macrófagos alveolares. Essas

células são encontradas em grande quantidade nos pulmões e contém muitas partículas fagocitadas de origem

endógena e exógena. Elas migram para a porção final distal mucociliar, são removidas e, por fim, deglutidas.

3) A remoção pode ocorrer via linfa, apesar de o material particulado poder permanecer no sistema linfático por

longos períodos.

- A remoção total de partículas dos alvéolos é relativamente ineficiente. A taxa de clearance pelos pulmões pode ser

prevista pela solubilidade de um composto nos fluidos pulmonares. Quanto menor a solubilidade, menor a taxa de

remoção.

RESUMO FINAL

- Exposição é calculada pela concentração de um gás (massa do composto por unidade de ar).

- Os sítios de deposição do composto são determinantes para os padrões de toxicidade que estas substâncias

apresentarão no trato respiratório.

- Solubilidade, difusividade e metabolismo/reatividade nos tecidos respiratórios e a taxa de respiração serão fatores

críticos na determinação de quão fundo o gás consegue penetrar nos pulmões.

- Substâncias com alto coeficiente de partição sangue/ar são muito solúveis no sangue

- compostos com baixo coeficiente de partição sangue/ar são pouco solúveis.

- Gases altamente solúveis, como o SO2 e formaldeído, não penetram além do nariz (durante respiração nasal) a não

ser que as concentrações sejam muito altas.

- Gases relativamente insolúveis como ozônio e NO2 penetram profundamente no pulmão e alcançam as menores

áreas respiratórias e os alvéolos, de onde podem desencadear respostas tóxicas.

- Aerosóis (partículas pequenas) são geralmente dinâmicos e modificam-se por processos que incluem: diluição,

dispersão, coagulação e reação química.

- O tamanho da partícula é um fator crítico na região do trato respiratório em que a partícula será depositada. O

tamanho controla o formato da partícula e, portanto, controla os processos de deposição. Além disso, tamanho

também controla a massa da partícula e, assim, influencia na probabilidade de coagulação, dispersão, sedimentação

e impactação.

- Impactação ocorre no trato respiratório superior e rotas aéreas proximais grandes, onde o fluxo de ar é mais rápido

que em rotas aéreas distais pequenas, porque o diâmetro é menos nessas últimas. Rápido fluxo de ar implica em um

momentum à partícula inalada, e é a inércia da partícula que faz com que ela continue a seguir o seu caminho

original no trato respiratório.

- Interceptação ocorre quando a trajetória da partícula a traz perto de uma superfície, sendo que uma ponta dessa

partícula entra em contato com a superfície da via. Interceptação é importante para a deposição de fibras (possuem

extremidades).

- Sedimentação controla a deposição em brônquíolos e alvéolos, onde as vias são menores e a velocidade de fluxo

aéreo é baixa. Quando uma partícula se move pelo ar, ela sofre flutuabilidade e resistência do ar para cima,

enquanto a força gravitacional age para baixo. Eventualmente, a força gravitacional equilibra-se com as outras,

resultando na sedimentação.

- Difusão é importante para deposição de partículas pequenas. Um movimento aleatório é gerado nessas partículas

com a colisão de moléculas de gás. Partículas grandes não são muito movidas por moléculas de gás, enquanto

nanopartículas são extremamente influenciadas.

- Deposição eletrostática é um tipo menos comum de mecanismo de deposição para partículas positivamente

carregadas. A superfície das vias respiratórias é negativamente carregada e atrai partículas carregadas

positivamente.