Entenda tudo sobre a toxicologia dos hidrocarbonetos

Os hidrocarbonetos e hidrocarbonetos substituídos podem provocar graves efeitos à saúde humana. Estes compostos podem se apresentar na forma de hidrocarbonetos alifáticos, aromáticos e substituídos. Por isso, neste texto, vamos abordar a toxicologia dos hidrocarbonetos.

Como funcionam os diferentes tipos de hidrocarbonetos?

O termo hidrocarboneto substituído refere-se ao composto que, além de conter carbono e hidrogênio, apresenta outros elementos químicos ou outros grupos funcionais.

Os hidrocarbonetos alifáticos contêm cadeias lineares de carbono, cadeias ramificadas de carbono ou anéis de carbono que não contêm o anel benzeno. Existem inúmeros isômeros alifáticos e aromáticos (diferentes combinações estruturais do mesmo número e tipo de elementos). 

Já os hidrocarbonetos alifáticos substituídos têm outros constituintes químicos no lugar do hidrogênio, como grupos hidroxila, grupos amina, halogênios etc. Os hidrocarbonetos que contêm halogênios são chamados de hidrocarbonetos halogenados.

Os estados físicos dos hidrocarbonetos incluem gases, líquidos e sólidos. Os hidrocarbonetos de menor peso molecular são gases, os de peso molecular intermediário são líquidos e os de maior peso molecular são sólidos.

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Hidrocarbonetos: petróleo e gás natural

A principal fonte de hidrocarbonetos alifáticos gasosos é o gás natural, que é predominantemente metano (CH4). O petróleo e os pinheiros são as duas principais fontes para extração da maioria dos hidrocarbonetos alifáticos, sejam líquidos e/ou sólidos.

A fonte mais comum para obtenção dos hidrocarbonetos alifáticos (líquidos e sólidos) é o petróleo. O petróleo é destilado para produzir misturas de hidrocarbonetos alifáticos. Estas são misturas definidas por suas faixas de destilação ou ponto de ebulição e não por uma fórmula química específica. 

Existem muitas faixas para os hidrocarbonetos produzidos durante a destilação e refino. O mais comum é por meio da faixa de ebulição. Assim, do valor mais baixo para os mais altos, é possível obter gasolina, álcool mineral, querosene e alcatrão.

A outra fonte para obtenção dos hidrocarbonetos alifáticos é a destilação dos pinheiros. O que resulta em várias misturas de hidrocarbonetos alifáticos, definidas por suas faixas de destilação ou ponto de ebulição. Os mais comuns, na faixa dos pontos de ebulição, são: aguarrás, óleo de pinho, alcatrão de pinho e piche.

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Hidrocarbonetos aromáticos e halogenados

Os hidrocarbonetos aromáticos contêm um anel benzeno. Os hidrocarbonetos aromáticos com outros constituintes químicos, como átomos de halogênios, grupos amina, grupos hidroxila, no lugar do hidrogênio, são chamados hidrocarbonetos aromáticos substituídos. 

Os aromáticos são líquidos ou sólidos à temperatura ambiente e pressão atmosférica. A maioria dos hidrocarbonetos aromáticos possui um odor aromático e perfumado.

Os hidrocarbonetos halogenados (fluoreto, cloreto, brometo ou iodeto) são geralmente gases ou líquidos à temperatura ambiente e pressão atmosférica. Muitos hidrocarbonetos halogenados servem como refrigerantes. Esses refrigerantes são clorofluorcarbonetos (CFCs) ou freons. O termo freon é genérico e não específico para o CFC. 

Estes hidrocarbonetos halogenados que possuem todos os locais de ligação ocupados por haletos não são inflamáveis. Portanto, eles podem servir como extintores de incêndio. Esses extintores comerciais de hidrocarbonetos halogenados são chamados de halons. 

Os halons são usados em cofres de bancos, veículos militares e em sistemas de extinção de incêndios. Os sistemas de extinção de incêndio com halon deslocam o oxigênio do ar ambiente, resultando em uma atmosfera microaerofílica (deficiente em oxigênio) que pode produzir asfixia simples.

Toxicologia dos hidrocarbonetos: produtos inflamáveis

Os hidrocarbonetos e os substituídos são praticamente insolúveis em água. A maioria dos hidrocarbonetos e hidrocarbonetos substituídos possui pressões de vapor considerável. Todos esses hidrocarbonetos são inflamáveis. Os vapores de hidrocarbonetos podem formar misturas explosivas no ar. 

Essa inflamabilidade e explosividade são geralmente os maiores riscos destes compostos. O que pode resultar em queimaduras térmicas e ferimentos por explosão.

Muitos, mas nem todos os hidrocarbonetos halogenados são inflamáveis. Hidrocarbonetos halogenados completamente substituídos, organohaletos sem hidrogênio, como tetracloreto de carbono e percloroetileno (PERC), não são inflamáveis. O clorofórmio também não é inflamável e é, por isso, que substituiu o éter como anestésico por inalação.

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Exemplos de hidrocarbonetos na prática

• Hidrocarbonetos halogenados: tetracloreto de carbono, clorofórmio, diclorometano, tetracloroetileno.
• Aromáticos: anilina, benzeno, fenol, tolueno.
• Alifáticos: metano, propano, butano, hexano, gasolina.

Quais as vias de exposição? 

Em geral, são três vias de exposição aos efeitos da toxicologia dos hidrocarbonetos: inalação, pele e mucosas, e ingestão.

• Inalação

A maioria dos hidrocarbonetos e hidrocarbonetos substituídos tem pressões de vapor significativas. Portanto, podem ser inalados. A concentração inalada depende das características físicas e químicas do composto e a quantidade de ar inspirado. 

A preocupação maior é se ocorrer a exposição em espaço confinado. Isso porque as exposições em espaços confinados com pouca ventilação podem ser mortais. As névoas finas de hidrocarbonetos inaladas podem resultar em pneumonite química.

• Membranas da pele e mucosas

A absorção através da pele é uma via significativa de exposição para muitos hidrocarbonetos e os hidrocarbonetos substituídos líquidos. Eles variam em sua porcentagem de absorção e na velocidade com que penetram pela pele para a corrente sanguínea. 

Os hidrocarbonetos líquidos podem penetrar na pele, porque são produtos químicos não polares, são lipossolúveis, e a nossa pele tem uma característica lipofílica. 

Alguns compostos, como fenol, apresentam rápida e significativa absorção. O contato do fenol com a pele pode ser a única via de exposição, levando a uma toxicidade sistêmica significativa e até a morte.

O contato direto com os hidrocarbonetos pode provocar danos aos olhos. Porém, não é prevista uma absorção substancial para produzir efeitos sistêmicos através de exposições oculares.

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• Ingestão

A ingestão não é uma via de exposição comum e geralmente ocorre por conta de acidentes. A ingestão de hidrocarbonetos pode provocar perigo por aspiração.

O grande risco da ingestão é o desenvolvimento de pneumonite por aspiração com potencial para provocar hipóxia, barotrauma e infecção. Alguns hidrocarbonetos são altamente voláteis, apresentam baixa viscosidade e têm maior probabilidade de serem inalados ou aspirados para o trato respiratório.

Toxicodinâmica: como funciona a toxicologia dos hidrocarbonetos

Os principais efeitos da exposição a esses compostos: 

1. São asfixiantes simples;
2. Reduzem o limiar do coração e provocam disritmias ventriculares devido ao aumento de catecolaminas endógenas e exógenas, isto é, epinefrina, noradrenalina e dopamina.
3. Agem como anestésicos gerais e podem causar sedação e coma;
4. São irritantes para a pele e as mucosas que podem causar dermatite e ação desengordurante da pele.

Riscos dos hidrocarbonetos

Como todos os hidrocarbonetos e muitos hidrocarbonetos substituídos são inflamáveis ou combustíveis e podem formar misturas explosivas de vapor no ar, esse é o risco mais significativo. Afinal, pode resultar em queimaduras térmicas e ferimentos por explosão.

Mas o efeito da toxicologia dos hidrocarbonetos não para por aí. Todos os hidrocarbonetos e hidrocarbonetos substituídos gasosos podem atuar como asfixiantes simples, deslocando oxigênio do ar ambiente, podendo provocar asfixia e morte, principalmente em espaços confinados. 

A inalação de hidrocarbonetos voláteis ou de hidrocarbonetos substituídos diminui o limiar do miocárdio para efeitos arritmogênicos devido a catecolaminas endógenas ou administradas (epinefrina, noradrenalina ou dopamina), diminuindo assim o limiar para fibrilação ventricular. 

Esse efeito tóxico pode resultar em irritabilidade ventricular, manifestada por despolarizações ventriculares prematuras, taquicardia ventricular e até fibrilação ventricular.

Portanto, os medicamentos simpatomiméticos devem ser evitados no tratamento de pacientes expostos a hidrocarbonetos e hidrocarbonetos substituídos.

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Anestésicos e solventes

Estes compostos também apresentam ação como anestésicos gerais para o sistema nervoso central (SNC) e produzem diminuição do nível de consciência, provocando narcose, que pode levar ao coma, depressão respiratória e morte. Alguns hidrocarbonetos halogenados empregados como fármacos, como desflurano e sevoflurano, são anestésicos gerais inalatórios.

Todos os hidrocarbonetos líquidos e hidrocarbonetos halogenados são excelentes solventes orgânicos. Como pele, mucosas, olhos e outros tecidos biológicos são orgânicos, o contato prolongado com hidrocarbonetos líquidos e hidrocarbonetos substituídos pode dissolver esses tecidos.

Com isso, corre-se o risco de produzir irritação, dermatite e desengorduramento da pele (inflamação da pele com ressecamento e rachaduras) e queimaduras químicas.

Além dos efeitos comuns no SNC e cardiovasculares de praticamente todos os hidrocarbonetos voláteis e hidrocarbonetos substituídos, eles apresentam outras toxicidades específicas. 

Por exemplo, ao longo do tempo de exposição, o n-hexano danifica os nervos periféricos, causando uma neuropatia periférica. Os sintomas iniciais incluem parestesias (formigamento) nos braços e pernas, seguidos de fraqueza muscular.

Toxicologia dos hidrocarbonetos e características específicas

Alguns hidrocarbonetos aromáticos substituídos apresentam toxicidade específica. Por exemplo, a anilina é um agente oxidante que pode provocar metahemoglobinemia e hepatotoxicidade direta. 

O dinitrofenol e o pentaclorofenol podem desacoplar a fosforilação oxidativa. Isso resulta em metabolismo contínuo de glicose e outros combustíveis corporais sem produzir adenosina trifosfato (ATP – a moeda energética do corpo).

A deficiência de ATP manifesta-se de maneira semelhante à hipóxia e hipoglicemia, com irritabilidade cardíaca, seguidas de depressão do SNC e colapso cardiovascular.

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Riscos cancerígenos

A IARC (Agência Internacional de Pesquisa em Câncer) classifica vários hidrocarbonetos halogenados como provavelmente (Grupo 2A) ou possivelmente (Grupo 2B) cancerígenos para seres humanos. Alguns exemplos incluem:

• tetracloreto de carbono (2B), 
• clorofórmio (2B), 
• diclorometano (2B), 
• tetracloroetano (2B) e 
• tetracloretileno (2A).

O benzeno é um conhecido agente cancerígeno humano (causa câncer). A exposição prolongada ao benzeno pode causar toxicidade na medula óssea com pancitopenia (baixa contagem de células sanguíneas), anemia aplástica e leucemia (câncer de glóbulos brancos, especificamente leucemia mielóide aguda). A IARC classifica o benzeno como Grupo 1 da IARC.

O diclorometano é metabolizado exclusivamente no fígado pelo sistema do citocromo P450 para produzir monóxido de carbono. O que pode causar envenenamento por monóxido de carbono.

Essas são apenas algumas características dos hidrocarbonetos e os hidrocarbonetos substituídos. 

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