Investigação sobre a formação de espécies de arsênio orgânico em soluções de nutrição parenteral

Parenteral nutrition is the nutrients administration by intravenous mean in patients who cannot consume them for gastrointestinal way. Parenteral Nutrition Solutions are stored in glass and plastic containers, being the glass the most used due to its rigid structure, chemical resistance, sterilizati...

Nível de Acesso:openAccess
Publication Date:2006
Main Author: Mörschbächer, Vanessa Domingues lattes
Orientador/a: Nascimento, Denise Bohrer do lattes
Banca: Silva, Márcia Messias da lattes, Garcia, Solange Cristina lattes
Format: Dissertação
Language:por
Published: Universidade Federal de Santa Maria
Programa: Programa de Pós-Graduação em Química
Department: Química
Assuntos em Português:
Áreas de Conhecimento:
Online Access:http://repositorio.ufsm.br/handle/1/10519
Citação:MÖRSCHBÄCHER, Vanessa Domingues. Investigação sobre a formação de espécies de arsênio orgânico em soluções de nutrição parenteral. 2006. 95 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2006.
Resumo Português:Nutrição Parenteral é a administração de nutrientes por meio intravenoso em pacientes que não podem consumi-los por via gastrointestinal. Soluções de Nutrição Parenteral são armazenadas em embalagens de plástico e de vidro, sendo o vidro o mais utilizado devido à sua estrutura rígida, resistência química, facilidade de esterilização e transparência. Entre os vários constituintes do vidro, está o arsênio, na forma de As2O3 usado como agente de refino para promover a remoção das bolhas geradas no fundido. O arsênio é altamente tóxico, contudo, sua toxicidade não é dependente apenas da sua concentração total, mas de suas formas químicas, pois das espécies inorgânicas, a arsina (AsH3) é mais tóxica que o arsenito (As(III)) e, este, mais tóxico que o arsenato (As(V)). O arsênio é metilado no organismo alternando de estado de oxidação de arsênio pentavalente a arsênio trivalente e adição do grupo metil através de S-adenosilmetionina. Glutationa, e outros tióis, servem como agentes redutores, formando primeiramente o ácido monometil arsênico (MMA) e logo a seguir o ácido dimetil arsínico (DMA). Por isso a metilação é conhecida como um mecanismo de desintoxicação, mas estudos mostram que o MMA e DMA podem ser tanto quanto ou mais mutagênicos, carcinogênicos e citogênicos que os arsênios inorgânicos. Estudos mostraram que quase todas as substâncias que fazem parte da constituição das formulações parenterais, como: soluções de aminoácidos, soluções salinas, glicose e heparinas, podem apresentar contaminação por arsênio (As(III e As(V)) sendo a embalagem de vidro a maior fonte de contaminação. As espécies de arsênio (As(III) e As(V)) podem ser lixiviados pela solução por diferentes mecanismos, sendo o processo de esterilização o fator determinante para que isso ocorra Devido às implicações toxicológicas em torno da presença de espécies de arsênio nos produtos é importante que se investigue possíveis transformações das espécies de arsênio durante o processo de esterilização das soluções de nutrição parenteral. Neste trabalho, investigou-se a possibilidade de formação de arsênio orgânico (DMA(V) e MMA(V)), devido à reação de metilação das espécies de arsênio inorgânico por reação com as espécies orgânicas dos constituintes de tais soluções. Para esta investigação foi necessária uma análise de especiação. A separação das espécies de arsênio (DMA(V), MMA(V) e As(V)) foi feita por cromatografia iônica, e a quantificação por espectrometria de absorção atômica com geração de hidretos. Devido à natureza complexa e à elevada concentração dos constituintes das matrizes a injeção direta das amostras no sistema cromatográfico não foi possível, sendo necessária, portanto, uma etapa prévia de clean up . Procedeu-se a esterilização em soluções de substâncias orgânicas que constituem as soluções de nutrição parenteral, como soluções de aminoácidos, glicose e vitaminas, com adição de arsênios inorgânicos e, através da comparação dos resultados entre as soluções esterilizadas e não esterilizadas não se observou a formação de espécies orgânicas de arsênio (DMA(V) e MMA(V)). Realizou-se, assim, a especiação das espécies de arsênio (As(III), DMA(V), MMA(V) e As(V)) em soluções comerciais constituintes das formulações parenterais e pode-se concluir que se há a formação de arsênio orgânico, as concentrações são muito baixas, sendo menores que os limites para arsênio permitidos pela farmacopéia.
Resumo inglês:Parenteral nutrition is the nutrients administration by intravenous mean in patients who cannot consume them for gastrointestinal way. Parenteral Nutrition Solutions are stored in glass and plastic containers, being the glass the most used due to its rigid structure, chemical resistance, sterilization easiness and transparency. Among glass constituents is the arsenic, in form of As2O3, used as refining agent to promote bubbles removal generated in the casting one. Arsenic is highly toxic. Its toxicity however is not dependent on its concentration only,but on its chemical form. Among inorganic species, arsine (AsH3) is more toxic than arsenite (As(III)) which is, more toxic than the arsenate (As(V)). Arsenic is methylated in the organism alternating the oxidation state of arsenic pentavalent the trivalent. The methilation is known as a detoxification mechanism, but studies have been shown that forms of MMA and DMA may be as mutagenic, carcinogenic and cytogenic as the forms of inorganic arsenic, or even more. Studies have been shown that most substances used in parenteral formulations, as: salts, amino acid, glucose and vitamins, can present Arsenic (As(III and As(V)) as contaminant. The species of Arsenic (As(III) and As(V)) can be present in the raw material or be leached from glass containers by different mechanisms, being the sterilization process the determinative factor for that this to occur. Despite toxicological implications around the presence of species of Arsenic in these formulations it important to investigate the possible transformation of the species of arsenic during the sterilization process of parenteral nutrition solutions. In this work, it was investigated the possibility of formation of organic arsenic species (DMA(V) and MMA(V)), due to methilation reaction of the arsenic inorganic species for reaction with the organic species of parenteral nutrition solutions. The arsenic species separation (DMA(V), MMA(V) and As(V)) was carried out by ionic chromatography, and the quantification by hydride generation atomic absorption spectrometry. Due to the complex nature of the matrix constituent the direct injection of the samples in the chromatographic system was not possible, being necessary, therefore, a "clean up" step was developed. The sterilization procedure was carried out with solutions of amino acids, glucose and vitamins, with addition of inorganic arsenic species. The comparison of the results between sterilized and not sterilized solutions showed that arsenic organic species (DMA(V) and MMA(V)) were not formed in solution. The arsenic speciation analysis (As(III), DMA(V), MMA(V) and As(V)) in commercial solutions of parenteral nutrition showed that if they contain organic arsenic, the concentration is very low, being lesser than the limit for arsenic allowed by pharmacopeias.