CIANETO DE HIDROGÊNIO: TOXICOLOGIA E CASOS DE INTOXICAÇÃO

Ciências da Saúde, Medicina, Volume 27 - Edição 127/OUT 2023 / 05/11/2023

REGISTRO DOI: 10.5281/zenodo.10072963

Ellen Dourado Santos¹
Laura Vencato Bianculli¹
Bianca Minelli Gonçalves¹
Itamar Souza de Oliveira Junior²
Hildebrando Montenegro Netto³

RESUMO

Por meio de uma revisão de literatura, esse estudo tem como objetivo apresentar dados sobre o cianeto, a toxicologia e os casos de intoxicação. As principais fontes naturais de cianetos são mais de 2.600 espécies de plantas, incluindo frutas e vegetais que contenham glicosídeos cianogênicos (cianogênios), que pode liberar cianeto na hidrólise quando ingerido. O estudo se justifica pelo crescente número de casos de intoxicação onde o motivo mais comum é a inalação de fumaça em incêndios, e estima-se que parte das vítimas destes acidentes sejam resultantes do envenenamento por cianeto. O estudo poderá contribuir no campo acadêmico e científico, por tratar-se de uma temática com diversas lacunas e poucos estudos desenvolvidos.

Palavras chaves: Cianeto, Toxicidade, Intoxicação, Diagnóstico.

ABSTRACT

Through a literature review, this study aims to present data on cyanide, toxicology and cases of poisoning. The main natural sources of cyanides are more than 2,600 species of plants, including fruits and vegetables that contain cyanogenic glycosides (cyanogens), which can release cyanide upon hydrolysis when ingested. The study is justified by the growing number of cases of poisoning where the most common reason is smoke inhalation in fires, and it is estimated that part of the victims of these accidents are the result of cyanide poisoning. The study could contribute to the academic and scientific field, as it is a topic with several gaps and few studies developed.

Keywords: Cyanide, Toxicity, Poisoning, Diagnosis.

INTRODUÇÃO

A Toxicologia é a parte da ciência que estuda os efeitos das substâncias químicas sobre os organismos vivos, podendo ser estes humano, animal ou ambiental, analisando seus impactos e vantagens a curto e longo prazo. Um composto tóxico bastante conhecido é o Cianeto de Hidrogênio, que é um gás incolor, misturável em água e solúvel em Etanol, além de ser menos denso do que o ar, com dispersão ágil e odor característico. O composto é classificado como um asfixiante químico, que pode produzir hipóxia grave em defluência da incapacidade do uso de oxigênio pelos tecidos (PARKER-COTE et al., 2018).

Segundo Thompson e Marrs (2012) o envenenamento por plantas contendo cianeto é conhecido há milênios, mas a primeira descrição publicada de envenenamento por cianeto (devido a amêndoas amargas) foi feita por Wepfer em 1679 como veneno de ação rápida que interferem no oxigênio mitocondrial utilização. Cianeto pode causar envenenamento por inalação de gás contendo (como cianeto de hidrogênio ou cloreto de cianogênio) ou poeira contendo cianeto sólido ou líquido. As fontes típicas são industriais ou (possivelmente) combustão de plásticos, acrílicos, borracha sintética, carpetes ou estofados em espaços fechados.

Além disso também pode ser causado por absorção da pele por líquidos contendo cianeto; ingestão de compostos de cianeto, seja de forma aguda (com intenção suicida ou acidentalmente) ou ao longo do tempo; metabolismo do nitroprussiato de sódio quando administrado como vasodilatador intravenoso em altas doses durante um período prolongado. A fonte mais comum de exposição ao cianeto é a inalação de fumaça de incêndios residenciais ou industriais, embora não esteja claro se os baixos níveis de cianeto normalmente inalados são suficientes para causar envenenamento clinicamente importante (BORRON; BAUD, 2012).

As características iniciais do envenenamento por cianeto são irritação das membranas mucosas orais (se ingerido), ativação simpática levando a ansiedade, taquicardia e/ou arritmia, taquipneia e hipertensão, seguidas de dor de cabeça, confusão, dispneia, hipotensão e bradicardia. Outras características posteriores (que podem ocorrer em rápida sucessão, dependendo da dose) incluem sintomas neurológicos (redução da consciência e convulsão), edema pulmonar e parada cardíaca (GENSA, 2019).

De acordo com Chung et al. (2018) o gás expirado de um paciente com envenenamento por cianeto é classicamente descrito como tendo um cheiro de ‘amêndoa amarga’, assim como muitos compostos contendo cianeto. No entanto, a sensibilidade diagnóstica dessa característica é baixa, pois 18% dos homens e 4% das mulheres não conseguem perceber esse cheiro, uma proporção que implica um traço recessivo ligado ao sexo.

A outra característica amplamente citada do envenenamento por cianeto, a descoloração vermelho-vivo (“cereja”) da pele e das membranas mucosas, baseia-se na teoria de que a diminuição da utilização de oxigênio nos tecidos aumentará a oxi-hemoglobina no sangue venoso. No entanto, é provável que esse grau de toxicidade do cianeto cause insuficiência circulatória, o que impediria essa coloração. Como a fosforilação oxidativa é bloqueada, o aumento da glicólise leva à acidose láctica, cujo grau se correlaciona com a gravidade do envenenamento. O envenenamento crônico por cianeto (ou seja, exposição prolongada a concentrações subletais de cianeto) pode ser mais insidioso, com dores de cabeça, fraqueza, dor torácica e abdominal, coceira e erupção cutânea (ALITUBEERA et al., 2019).

Embora o envenenamento por cianeto industrial seja raro no mundo desenvolvido (presumivelmente por causa de boas práticas de trabalho), manter um suprimento de um antídoto de cianeto que pode nunca ser usado é uma despesa significativa. Além disso, alguns dos antídotos recomendados são venenosos, o que pode tornar o uso inapropriado um risco maior do que o próprio envenenamento por cianeto (GRETARSDOTTIR et al., 2022).

Por meio de uma revisão de literatura esse estudo tem como objetivo apresentar dados sobre o cianeto, a toxicologia e os casos de intoxicação.

O estudo se justifica pelo crescente número de casos de intoxicação onde o motivo mais comum é a inalação de fumaça em incêndios, e estima-se que parte das vítimas destes acidentes sejam resultantes do envenenamento por cianeto. O estudo poderá contribuir no campo acadêmico e científico, por tratar-se de uma temática com diversas lacunas e poucos estudos desenvolvidos.

OBJETIVOS

Geral:

Apresentar dados sobre o cianeto, a toxicologia e os casos de intoxicação.

Específicos:

  • Apresentar o conceito de toxicologia
  • Descrever o cianeto e sua farmacocinética
  • Discutir os efeitos toxicológicos

METODOLOGIA

Para melhor compreensão, esse estudo foi norteado através de uma revisão de literatura. Gil (2008) descreve que esse tipo de abordagem visa tratar de aspectos subjetivos que não tem necessidade de serem quantificados, os aspectos desse tipo de pesquisa transitam em um período, local e cultura determinada.

Para acessar o conteúdo literário foram utilizadas como base de pesquisa o Google Acadêmico, Scielo e Portal CAPES, a pesquisa ocorreu por meio da combinação das seguintes palavras-chaves: Cianeto, Toxicidade, Toxicologia, Intoxicação, Tratamento; separados por “or” e “and”.

A pesquisa se limitou ao conteúdo nos últimos 10 anos entre 2012-2022 nos idiomas português e inglês. Foram filtrados artigos, monografias, teses, dissertações e livros.

DESENVOLVIMENTO

Conceituação e Toxicidade

Compostos contendo cianeto, principalmente cianeto de hidrogênio e sódio ou cianetos de potássio, são amplamente utilizados na indústria: em processos de extração de minério para recuperação de ouro e prata, galvanoplastia, endurecimento de aço, metal comum, flotação, desengorduramento de metais, tingimento e impressão, na produção de quelantes agentes, na síntese de orgânicos e produtos químicos inorgânicos (HALLINGER et al., 2017).

O cianeto de hidrogênio é também usado como fumigante em navios, ferrovias, carros, grandes edifícios, silos de grãos e farinha bem como na fumigação de ervilhas e sementes em câmaras de vácuo.

Fontes antropogênicas de cianeto atuam na liberação para o meio ambiente que podem ser resíduos gasosos ou águas residuais de indústrias de manufatura e processamento, emissões de resíduos sólidos urbanos, incineradores, queima de biomassa, combustíveis fósseis e combustão (incluindo emissões de veículos) operações de fumigação e a produção de coque ou outro carvão que envolvam procedimentos de carbonização (NOURANI et al., 2021).

O hidrogênio do cianeto é formado durante combustão incompleta de nitrogênio contendo polímeros, como certos plásticos, poliuretanos e lã. O cianeto de hidrogênio está presente, inclusive em fumaça de cigarro. É uma das 44 substâncias nocivas na fumaça do cigarro que inibe várias enzimas respiratórias e é um importante agente ciliatóxico, que pode causar alterações no revestimento epitelial de certos órgãos do corpo.

A quantidade de cianeto na fumaça do cigarro pode diretamente afetar a saúde das pessoas, especialmente o sistema nervoso central. Estudos de trabalhadores expostos cronicamente ao cianeto de hidrogênio relataram uma série de sintomas inespecíficos e efeitos neurológicos que incluem dor de cabeça, tonturas e parestesias. Esses recursos podem persistir após interrupção da exposição (TYNER; GREELEY, 2022).

As principais fontes naturais de cianetos são mais de 2.600 espécies de plantas, incluindo frutas e vegetais que contenham glicosídeos cianogênicos (cianogênios), que pode liberar cianeto na hidrólise quando ingerido. Entre eles, mandioca (tapioca, mandioca) e sorgo são alimentos básicos para milhões de pessoas em muitos países tropicais. O cianeto de hidrogênio é liberado na atmosfera também pelas plantas superiores, bactérias e fungos pelos processos de biogênico natural (BRANDLI-BAIOCCO et al., 2018).

A maioria da população está exposta a níveis muito baixos de cianeto no ambiente geral. Há, no entanto, subgrupos específicos com maior potencial de exposição. Esses incluem indivíduos envolvidos em grandes processamentos de mandioca e aqueles que consomem quantidades significativas de produtos indevidamente preparados contendo cianogênio nos glicosídeos. A raiz da mandioca (tapioca) contém uma quantidade suficiente de cianogênios que requerem processamento especial para reduzir o perigo de toxicidade (GOTARDO et al., 2015).

O máximo de limite permitido do teor de cianogênio na farinha de mandioca é de 10 mg HCN/kg. As porções comestíveis de espécies de plantas dietéticas comumente usadas nos países europeus contêm níveis relativamente baixos de glicosídeos cianogênios, embora alguns caroços e sementes de frutas comuns contêm significativamente concentrações mais altas. O conteúdo de cianogênios do damasco e grãos de cereja sufocados são altos o suficiente para causar intoxicação aguda, especialmente em crianças (NOYES et al., 2019).

O cianeto também foi encontrado em frutas de caroço enlatadas. Uma dose perigosa de 20 grãos de amêndoa contendo 29 mgHCN/kg foram relatados recentemente. O envenenamento de gado devido ao glicosídeo cianogênico dhurrina em sorgo e no capim sudão está bem documentado. A linhaça é uma cultura polivalente e seu consumo é benéfico para a saúde humana, mas alguns cultivares contêm alta concentração de cianogênios que restringem sua dose diária ou seu uso em misturas de rações para animais (STUMP et al., 2014).

Outros subgrupos com maior potencial de exposição incluem aqueles na proximidade de liberações acidentais ou intencionais de vítimas das fontes pontuais, ativas e passivas fumantes e inalação de fumaça relacionada ao fogo. Os trabalhadores podem estar expostos a cianetos durante operações de fumigação e a produção e utilização de cianetos em muitos processos industriais. Provavelmente a causa mais comum de envenenamento por cianeto no mundo ocidental é através da inalação de fumaça em espaços confinados durante incêndios que afetam edifícios de residências e indústrias (WILLIAMS et al., 2022).

A maioria dos estudos recentes apoiam que a concentração de cianeto no sangue deve ser inferior a 0,026µg/mL em indivíduos saudáveis. Níveis elevados de concentração do cianeto no sangue é uma característica clínica de inalação de fumaça e hidrogênio inalado, assim o gás cianeto podendo ser fatal. Em casos de morte por fogo dados toxicológicos das vítimas indicam como sua carboxihemoglobina e níveis de cianeto no sangue, podem fornecer ao investigador científica evidências para promover a determinação da origem e causa do incêndio (BEBARTA et al., 2017).

Conforme discutido no Guia para Incêndio e Investigações de Explosão (NFPA 921, 2008), existe uma relação entre a natureza de um fogo, ou seja, combustão lenta, chamas, pós-flashover e produção de substâncias tóxicas e gases como monóxido de carbono e cianeto de hidrogênio. No entanto, a estabilidade do cianeto entra em questão quando o investigador tem que interpretar resultados toxicológicos de vítimas de incêndio devido a mudanças e concentração de cianeto ao longo do tempo em vítimas post-mortem e amostras de sangue armazenado.

Diferentes modelos de exposição ao cianeto às emissões dos automóveis em áreas abertas e fechadas também foram proposto por Baum et al. (2007). A concentração de cianeto no ar acima do nível de toxicidade aguda foi obtido para um modelo de garagem residencial: 192 µg HCN/m3 mais de 3 horas de carro parado. Alguns medicamentos contêm cianeto ou substâncias que podem ser convertidas em cianeto dentro do corpo, por exemplo, nitroprussiato de sódio (Na2Fe(CN)5NO) que às vezes é administrado por via intravenosa durante os cuidados intensivos no tratamento da hipertensão.

No entanto, os efeitos tóxicos desta droga foram relatados por Sani et al. (2011), originalmente atribuído a porção nitroso ou a vários produtos de decomposição, como cianeto, tiocianato e nitrito. Foi postulado que o complexo do átomo de ferro do nitroprussiato reage com os grupos de sulfidrila livre (-SH) em eritrócitos e liberações de cianeto in vivo por reação não enzimática. Sais de cianeto, como cianeto sódio (NaCN) e cianeto de potássio (KCN) estão associados à ingestão e envenenamento.

Cianetos são usados ​​como suicidas mas também como agentes homicidas, particularmente entre profissionais de saúde e de laboratório, e eles podem potencialmente ser usados ​​em um ataque terrorista. Também ainda é usado em casos da eutanásia ilegal. Recentemente, um relato de caso de uma pessoa que não estava muito familiarizado com produtos químicos, especialmente não com cianetos, demonstrou a aquisição de informações profissionais via internet, permitindo um suicídio com um complexo procedimento por inalação de HCN (MUSSHOFF et al., 2011).

Base bioquímica do cianeto para envenenamento

Os cianetos são bem absorvidos através do trato gastrointestinal ou pele e rapidamente absorvido pelo trato respiratório. Uma vez absorvido, o cianeto é rapidamente distribuído de forma onipresente por todo o corpo, embora os níveis mais elevados sejam normalmente encontrado no fígado, pulmões, sangue, e cérebro. Não há acúmulo de cianeto no sangue ou tecidos após exposição crônica ou repetida. Altas concentrações de cianeto podem produzir tonturas, dores de cabeça, inconsciência e convulsões com paralisia do centro respiratório central (PARKER-COTE et al., 2018).

Thompson e Marrs (2012) afirmam que as características clínicas incluem coma, sintomas respiratórios parada e colapso cardiovascular. A toxicidade do íon cianeto é mediada principalmente por sua alta afinidade pela porção férrica de citocromo c oxidase nas mitocôndrias, um componente chave na respiração oxidativa. Esta interação estável, mas reversível bloqueia o último estágio da transferência de elétrons na cadeia, resultando em hipóxia celular e mudança de respiração celular aeróbico para anaeróbico, levando à depleção ATP celular, acidose láctica, bem como alterações celulares e morte do tecido.

A rota mais importante para a excreção de cianeto é pela formação de tiocianato, que é posteriormente excretado na urina. A formação de tiocianato é catalisada diretamente pela enzima rodanese e indiretamente através de uma reação espontânea entre cianeto e os produtos de persulfeto de enxofre das enzimas 3-mercaptopiruvato-sulfurtransferase e tiossulfato redutase.

Caminhos menores para desintoxicação de cianeto envolvem reação com cistina para produzir aminotiazolina- e ácidos iminotiazolidinocarboxílicos e combinação com hidroxicobalamina (vitamina B12a) para formar cianocobalamina (vitamina b12); esses produtos finais também são excretados na urina (THOMPSON; MARRS, 2012).

Combinados, essas rotas de processos metabólicos desintoxicam 0,017 mg de cianeto por quilograma de peso corporal por minuto no ser humano médio (1,19 mg/min em um corpo de 70 kg pessoa). Depois de uma única e breve exposição a uma baixa concentração de cianeto de hidrogênio do qual um indivíduo se recupera rapidamente, nenhum efeito à saúde a longo prazo é esperado. A intoxicação após ingestão deliberada de cianeto de sódio ou de potássio foi relatada como causa neurológica grave. Uma recuperação lenta de situações graves das síndromes de distonia decorrentes da intoxicação por cianeto foi observada em alguns casos (BORRON; BAUD, 2012).

O cianeto é um dos poucos agentes de produtos químicos que não seguem a lei de Haber, que afirma que o Ct (o produto de concentração e tempo) necessários para causar um determinado efeito biológico é constante ao longo de uma faixa de concentrações e tempos; por esta razão, o LCt50 (exposição ao vapor ou aerossol que é letal para 50% da população exposta) para uma curta exposição a uma alta concentração é diferente de uma longa exposição a uma baixa concentração (PRICHARD, 2007).

A marca biológica de exposição do cianeto é acidose láctica e alta concentração de oxiemoglobina no retorno venoso. Uma alta concentração de lactato plasmático em vítimas de incêndio sem queimaduras e em pacientes envenenados por puro cianeto é um específico sensível e confiável indicador de intoxicação por cianeto. O cianeto hidrogênio na respiração também foi sugerido como ferramenta de diagnóstico para envenenamento por cianeto e para bactérias produtoras de infecções por cianeto (STAMYR et al., 2009).

O prefeito metabólito do cianeto, tiocianato, é considerado mais estável que o cianeto in vivo, mas pode ser introduzido por vias além do metabolismo do cianeto, tornando-o difícil de usar como marcador de exposição ao cianeto. O cianeto também forma uma substância de metabólito menor, 2-amino-2-tiazolina-4-ácido carboxílico, que é relativamente estável e tem bom potencial como biomarcador para exposição ao cianeto. Recentemente, tiocianato proteicos foram propostos como repositório de informações de longo prazo em relação à exposição ao cianeto (YOUSO et al., 2010).

Antídotos de Cianeto

O cianeto produz um rápido início de toxicidade e, portanto, requer vigoroso e tratamento imediato para prevenir a síndrome do efeito tóxico. A remoção rápida de outras exposições, administrações de suporte geral e medidas incluem 100% de oxigênio e administração de antídotos específicos em vítimas gravemente prejudicadas de forma eficaz para reverter os efeitos da exposição. Uma série de antídotos mais recentes, sozinhos ou em conjunto com tiossulfato de sódio e tratamento foi examinado e classificados em três grandes grupos:

  • indutores de metemoglobina: nitrito de sódio, nitrito de amila e 4-dimetilaminofenol promove a formação de metemoglobina que se liga cianeto e assim evita que ele se ligue ao citocromo oxidase celular. No entanto, eles são relatados como agindo muito lentamente e associado a efeitos colaterais graves;
  • (ii) compostos contendo cobalto: edetato de dicobalto (EDTA de cobalto) e hidroxocobalamina. O cobalto atua como agente quelante para cianeto e limitado o cianeto é excretado na urina. Dicobalto e edetato demonstrou ser potencialmente tóxico, mas a hidroxocobalamina foi aprovado como um antídoto seguro e eficaz contra o cianeto;
  • (iii) formadores de cianidrina: o alfacetoglutarato reage com o cianeto para formar derivados não tóxicos da cianidrina e seu papel promissor como tratamento alternativo foi relatado como envenenamento por cianeto.

Muitos dos antídotos existentes para envenenamento por cianeto é altamente tóxico, especialmente quando estão sendo administrado em tais doses que não há cianeto restante sobre o qual eles podem agir. Às vezes os antídotos são administraos antes de se obter os resultados de exames de sangue e, portanto, são em quantidades inadequadas. Às vezes a administração do antídoto é atrasada e o dano é causado por cianeto ou por antídotos. Durante o atraso entre diagnóstico e administração, o cianeto foi metabolizado e a dose necessária de antídoto invariavelmente se alterou (BORRON; BAUD, 2012).

Determinação de cianeto em amostras ambientais

A especificidade do cianeto como poluente ambiental é de especial preocupação, de um lado, devido às diferentes toxicidades das substâncias contendo cianeto, de do outro lado, ao fato de que a quantificação do cianeto depende do método analítico utilizado. Poluentes cianetos foram oficialmente classificados em três grupos principais dependendo da sua toxicidade e destino ambiental:

  1. cianeto livre – incluindo HCN, alcalino e cianetos alcalino-terroso;
  2. ácido fraco dissociável cianeto (WAD) – um termo coletivo gratuito dos complexos de cianeto e metal-cianeto (Ag(CN)2-, Cu(CN)43-, Cd(CN)42-,Zn(CN)42-,Hg(CN)42-,Ni(CN)42-) no qual liberar facilmente HCN sob condições levemente ácidas e condições ambientais;
  3. cianeto total – cada fonte potencial de HCN independentemente de sua origem.

O termo “cianeto” refere-se a todos os grupos CN que pode ser determinado analiticamente como íon cianeto (CN) via espectrofotométrica ou medições eletroquímicas, geralmente seguindo o pré-tratamento apropriado da amostra para liberar íon cianeto. As Agências de Proteção Ambiental têm níveis máximos de contaminantes impostos (MLC) para descarga de cianeto no ambiente. O MLC para cianeto WAD variam de 0,05 a 0,07 μg/L para beber água e na faixa entre 200-500 μg/L para águas residuais (GENSA, 2019).

Chung et al. (2018) afirma que o MCL para cianeto total é muito maior – 1mg/L. O grupo do cianeto WAD tem sido objeto de consideração especial com a avaliação do risco ambiental e eficiência dos procedimentos de desintoxicação que dependem da sua quantificação analítica. Os fatos mencionados acima destacam as principais demandas aos métodos de determinação do cianeto em objetos do meio ambiente: (i) alta sensibilidade para atingir o baixo MLC; (ii) alta seletividade para analisar uma grande variedade de matrizes; (iii) capacidade para especiação para quantificar cianetos tóxicos; (4) implementação em análise portátil e dispositivos para permitir análises no local em condições reais no tempo.

Nos últimos anos, uma variedade de novos sensores de cianeto e aprimorados métodos de determinação foram relatados. No entanto, não é fácil responder a todos dos requisitos acima. Recentemente, uma revisão apresentando os métodos disponíveis para determinação de cianeto e avaliação de sua flexibilidade para aplicação em automação e analisadores portáteis foram publicados. O potencial de detecção eletroquímica é especialmente enfatizado devido à sua adequação para automação e miniaturização (ALITUBEERA et al., 2019).

Em dispositivos portáteis a detecção amperomérica tem dada preferência, independentemente de sua baixa seletividade, que exige separação de cianeto e um método on-line por injeção de fluxo, troca de ligante e a detecção amperométrica foi oficialmente aprovado. Novos detectores seletivos de cianeto por injeção de fluxo obtido por eletroquímica de camada fina técnica de deposição foi recentemente proposto (SURLEVA; NESHKOVA, 2008).

Os sensores são totalmente competitivos com detecção amperométrica até o nível inferior do limite linear, rendimento da amostra e sensibilidade está em causa. Além disso, os detectores potenciométricos oferecem vantagens adicionais como resposta seletiva (para que a etapa de separação possa ser omitida e, portanto, o equipamento simplificado) e especiação de cianeto.

Devido à alta sensibilidade do Espectroscopia UV-Vis muitas pesquisas foram feitas na tentativa de melhorar a seletividade, tempo de análise ou para desenvolver procedimentos ecológicos. Um estudo comparativo de alguns novos e alguns ensaios espectrofotométricos estabelecidos para cianeto ambiental foi relatado por Drochioiu et al. (2011):

  • O Método Aldridge e suas variantes com piridina e pirazolona;
  • O Método do isonicotinatobarbitúrico que foi útil para detectar pequenas quantidades de cianeto in vivo e in vitro;
  • a reação do íon cianeto com ninidrina, que provou ser rápido, simples, altamente seletivo e gratuito na maioria das interferências, mas sob redução das condições;
  • ensaio à base de ácido pícrico que foi descrito como altamente seletivo, mas ainda menos sensível;
  • método combinado resorcinol-ácido pícrico que apresentou melhora da sensibilidade.

As conquistas na determinação de cianeto foram revisados ​​ por Ma e Dasgupta (2010). Esta revisão apresentada mais de 80 artigos publicados entre 2005 e 2009. Embora os autores afirmarem revisar toda a literatura publicada nesse período, parece que eles são especialmente focados em técnicas óptica de detecção. Cabe mencionar a intensa pesquisa voltada no desenvolvimento de colorimetria combinada e sondas fluorescentes capazes de trabalhar em meio 100% aquoso.

Embora muito trabalho tenha que ser feito para propor uma solução robusta no que tange aos métodos, esses sensores mostram um limite muito baixo de detecção juntamente com boa seletividade, pequenos volumes de amostra e resposta rápida.

Eles trabalham no “desligamento no princípio and-on” e são extremamente adequados para dispositivos de sinalização portáteis em ambiente perigoso (ALITUBEERA et al., 2019).

Determinação de cianeto em biologia amostras

Conteúdo de cianeto em fluidos humanos devido a diferentes fontes de exposição ao cianeto, contam terapia com nitroprussiato de sódio (como agente hipotensor) e ingestão de sal de cianeto no contexto de suicídio ou tentativas de homicídio, as principais fontes de exposição são fumaça de incêndio ou cigarro, inalação acidental de ácido cianídrico no metal nas indústrias de plástico e ingestão de vários tipos de alimentos como mandioca, cereja ou amêndoa (ALITUBEERA et al., 2019).

Gretarsdottir et al. (2022) explana informações sobre concentração de cianeto no sangue são essenciais em medicina e ciência forense. Embora o estado dos objetos para análise seja completamente diferente, análises médicas e forenses de cianeto têm as mesmas dificuldades:

  • Primeiro, armazenamento de amostras e o pré-tratamento afeta significativamente os resultados da análise. Antes da detecção, o cianeto precisa de separação da hemoglobina. Essa separação é mais comumente realizada por acidificação por microdifusão em uma Célula de Conway ou nitrogênio sendo transportado para uma solução de armadilha alcalina. O processo de acidificação está sujeito a erros devido a liberação incompleta ou produção cianeto artificial;
  • Em segundo lugar, métodos padrão para determinação de cianeto no sangue, consome tempo e não consegue fornecer dados em tempo real. Muitos dos métodos descritos na literatura são altamente sensíveis, mas não possuem parte superior e limites de calibração altos o suficiente para serem usados ​​em detecção de mortes por cianeto.

Além do ensaio de cianeto tem que diferenciar entre vinculado e cianeto não ligado para fornecer dados para a administração de antídotos de cianeto. Os espécimes post mortem mais frequentemente analisado para cianeto em medicina forense e toxicologia são sangue, baço, fígado e cérebro. Concentrações de cianeto no sangue diminuem mais de 0,25 µg⁄mL são considerados normais e aqueles entre 0,25 e 2–3 µg/mL considerados como elevado, mas normalmente não causa a morte.

Concentrações acima de 3 µg⁄mL são consistentes com a morte na ausência de outros achados relevantes ou toxicológicos (GAMBARO et al., 2007).

Os tecidos animais são outros alvos forenses para análise, especialmente quando o uso ilegal de compostos de cianeto no ambiente é uma questão peculiar. Portanto, a determinação de cianeto em análise forense e monitoramento de cianeto em níveis muito baixos são de grande importância. As técnicas analíticas para detecção de cianeto no sangue publicada antes de 2004 foram revisados ​​criticamente por Lindsay et al. (2004).

Na tentativa de melhorar a eficiência e precisão do pré-tratamento da amostra para procedimentos, foi proposto um experimento com uma fibra oca protegida com microextração em fase líquida headspace, uma microextração de gota única headspace ou extração líquido-líquido com suporte sólido combinado com capilar eletroforese ou separação cromatográfica.

Uma interessante abordagem para a libertação de cianeto sem acidificação é uma degradação enzimática de cianeto livre e complexado. Outra direção de pesquisa está voltada no desenvolvimento de sensibilidade e sistemas de detecção seletiva. O mais baixo limite de detecção de 0,3 ng/mL foi relatado para eletroforese capilar com detecção por meio de UV. A concentração linear mais ampla a faixa é informada para gás cromatografia/espectrometria de massa: 0,05 – 10µg/mL e 0,1–20µg/mL (LIU et al., 2009).

Uma nação altamente seletiva modificada por sensor eletroquímico para determinação de cianeto em pH fisiológico sem separação foi descrita por Lindsay & O’Hare (2006), mas a validação adicional em amostras de sangue é necessária. A instabilidade em amostras de sangue post-mortem foi estudada e o fluoreto de sódio e foi proposta para ser adicionado a amostras de sangue obtidas das vítimas do incêndio para reduzir a instabilidade do cianeto devido a atividade bacteriologia (MCALLISTER et al., 2011).

CONSIDERAÇÕES FINAIS

Esta revisão fornece uma boa exemplo de como as demandas da ecologia, ciência forense e a medicina forense motivam as pesquisa e desenvolvimento de novos métodos analíticos e instrumentação. A análise rápida de cianeto no sangue ou na respiração está madura para novas abordagens atrativas. Existem antídotos de ação rápida para envenenamento por cianeto, seja por inalação de fumaça ou exposição a uma arma. É vital determinar os níveis de cianeto no sangue ou de maneira rápida e com precisão para que uma dose apropriada do antídoto possa ser facilmente administrada.

A meia-vida fisiológica do cianeto livre é curta e a concentração pode ser afetada por condições de armazenamento e muitos outros fatores. É crucial analisar rapidamente tais amostras, se possível in situ. A mesma exigência é imposta também pela ecologia. Devido à diferente toxicidade de cianeto industrial contendo poluentes, diferentes procedimentos de desintoxicação devem ser aplicado para que a ecologia e o equilíbrio não seja perturbado em escala de grande parte.

Informações rapidamente disponíveis e altamente confiáveis ​​sobre cianeto e sua contaminação são necessárias para esse propósito. Pela importância para clínico, forense e muito provavelmente, segurança, torna-se urgente estabelecer soluções rápidas, sensíveis, específicos e robustos no “ponto de atendimento”. No entanto, muitas pesquisas são necessárias para validar hipóteses não solucionadas e que corroborem com um eficiente diagnóstico e tratamento.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ALITUBEERA, P. H. et al. Outbreak of cyanide poisoning caused by consumption of cassava flour—Kasese District, Uganda, September 2017. Morbidity and Mortality Weekly Report, v. 68, n. 13, p. 308, 2019.

BAUM, K. A. et al. Surface boundary layer of cattle feedlots: Implications for air emissions measurement. agricultural and forest meteorology, v. 148, n. 11, p. 1882-1893, 2008.

BEBARTA, V. S. et al. Sodium nitrite and sodium thiosulfate are effective against acute cyanide poisoning when administered by intramuscular injection. Annals of emergency medicine, v. 69, n. 6, p. 718-725. e4, 2017.

BORRON, S.; J BAUD, F. Antidotes for acute cyanide poisoning. Current Pharmaceutical Biotechnology, v. 13, n. 10, p. 1940-1948, 2012.

BRÄNDLI-BAIOCCO, Annamaria et al. Nonproliferative and proliferative lesions of the rat and mouse endocrine system. Journal of toxicologic pathology, v. 31, n. 3 Suppl, p. 1S, 2018.

CHUNG, M. W. et al. Electrochemical Evidence for Two Sub‐families of FeNxCy Moieties with Concentration‐Dependent Cyanide Poisoning. ChemElectroChem, v. 5, n. 14, p. 1880-1885, 2018.

DROCHIOIU, G. et al. Ninhydrin-based forensic investigations: II. Cyanide analytical toxicology. International Journal of Criminal Investigation, v. 1, n. 4, p. 213-226, 2011.

GENSA, U. Review on cyanide poisoning in ruminants. Journal of Biology, Agriculture and Healthcare, v. 9, n. 6, 2019.

GOTARDO, André T. et al. Intoxication by cyanide in pregnant sows: prenatal and postnatal evaluation. Journal of Toxicology, v. 2015, 2015.

GRETARSDOTTIR, J. M. et al. In Vitro Characterization of a Threonine-Ligated Molybdenyl–Sulfide Cluster as a Putative Cyanide Poisoning Antidote; Intracellular Distribution, Effects on Organic Osmolyte Homeostasis, and Induction of Cell Death. ACS Pharmacology & Translational Science, v. 5, n. 10, p. 907-918, 2022.

HALLINGER, D. R. et al. Development of a screening approach to detect thyroid disrupting chemicals that inhibit the human sodium iodide symporter (NIS). Toxicology in vitro, v. 40, p. 66-78, 2017.

LINDSAY, A. E.; GREENBAUM, A. R.; O’HARE, D. Analytical techniques for cyanide in blood and published blood cyanide concentrations from healthy subjects and fire victims. Analytica Chimica Acta, v. 511, n. 2, p. 185-195, 2004.

LIU, Y.; SUN, Y.; GUO, W. Fluorescent and chromogenic probes bearing salicylaldehyde hydrazone functionality for cyanide detection in aqueous solution. Sensors and Actuators B: Chemical, v. 143, n. 1, p. 171-176, 2009.

MA, J.; DASGUPTA, P. K. Recent developments in cyanide detection: a review. Analytica chimica acta, v. 673, n. 2, p. 117-125, 2010.

MAO, Q. et al. A synthetic porphyrin as an effective dual antidote against carbon monoxide and cyanide poisoning. Proceedings of the National Academy of Sciences, v. 120, n. 9, p. e2209924120, 2023.

MCALLISTER, J. L. et al. The effect of sodium fluoride on the stability of cyanide in postmortem blood samples from fire victims. Forensic science international, v. 209, n. 1-3, p. 29-33, 2011.

MUSSHOFF, O.; ODENING, M.; XU, W. Management of climate risks in agriculture–will weather derivatives permeate?. Applied economics, v. 43, n. 9, p. 1067-1077, 2011.

NOYES, P. D. et al. Evaluating chemicals for thyroid disruption: opportunities and challenges with in vitro testing and adverse outcome pathway approaches. Environmental health perspectives, v. 127, n. 9, p. 095001, 2019.

PARKER-COTE, J. L. et al. Challenges in the diagnosis of acute cyanide poisoning. Clinical toxicology, v. 56, n. 7, p. 609-617, 2018.

PARKER-COTE, J. L. et al. Challenges in the diagnosis of acute cyanide poisoning. Clinical toxicology, v. 56, n. 7, p. 609-617, 2018.

PARKER-COTE, J. L. et al. Challenges in the diagnosis of acute cyanide poisoning. Clinical toxicology, v. 56, n. 7, p. 609-617, 2018.

SANI, A. O. et al. The pattern of antibiotic use in a family medicine department of a tertiary hospital in Sokoto, North Western Nigeria. Journal of clinical and diagnostic research, v. 5, n. 3, p. 566-569, 2011.

SHAHROOZ, R. et al. Effect of sodium cyanide-induced tissue hypoxia on reproductive capability of male mice and the protective effect of ethyl pyruvate. Archives of Razi Institute, v. 76, n. 2, p. 323, 2021.

STAMYR, K. et al. Background levels of hydrogen cyanide in human breath measured by infrared cavity ring down spectroscopy. Biomarkers, v. 14, n. 5, p. 285-291, 2009.

STUMP, D. G. et al. Key lessons from performance of the US EPA Endocrine Disruptor Screening Program (EDSP) Tier 1 male and female pubertal assays. Birth Defects Research Part B: Developmental and Reproductive Toxicology, v. 101, n. 1, p. 43-62, 2014.

SURLEVA, A R.; NESHKOVA, M. T. A new generation of cyanide ion-selective membranes for flow injection application: part III. A simple approach to the determination of toxic metal–cyanide complexes without preliminary separation. Talanta, v. 76, n. 4, p. 914-921, 2008.

THOMPSON, J. P.; MARRS, T. C. Hydroxocobalamin in cyanide poisoning. Clinical Toxicology, v. 50, n. 10, p. 875-885, 2012.

TYNER, M. C.; GREELEY, M. A. A new 90‐day drinking water study of sodium cyanide in rats to further evaluate National Toxicology Program findings and inform risk assessment. Birth Defects Research, v. 115, n. 7, p. 722-752, 2022.

WILLIAMS, A.L.; PACE, N. D.; DESESSO, J. M. Teratogen update: topical use and third‐generation retinoids. Birth defects research, v. 112, n. 15, p. 1105-1114, 2022.

YOUSO, S. L. et al. Determination of cyanide exposure by gas chromatography–mass spectrometry analysis of cyanide-exposed plasma proteins. Analytica chimica acta, v. 677, n. 1, p. 24-28, 2010.

1. Discente da Universidade Anhembi Morumbi, São Paulo / SP, Brasil

2. Docente da Universidade Anhembi Morumbi, São Paulo / SP, Brasil

3. Colaborador da Coordenaria de Vigilância em Saúde, São Paulo / SP, Brasil