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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.60.2016.tde-02052016-103947
Documento
Autor
Nome completo
Eloísa Silva de Paula
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Ribeirão Preto, 2016
Orientador
Banca examinadora
Barbosa Junior, Fernando (Presidente)
Teixeira, Gustavo Henrique de Almeida
Barcelos, Gustavo Rafael Mazzaron
Bianchi, Maria de Lourdes Pires
Kempinas, Wilma de Grava
Título em português
Avaliação dos efeitos tóxicos resultantes da exposição crônica a baixas doses de chumbo e metilmercúrio, associados ou não, e do possível efeito protetor da niacina diante desta exposição
Palavras-chave em português
ácido nicotínico
antioxidante
Estresse oxidativo
genotoxicidade
metais tóxicos
vitamina B3
Resumo em português
No Brasil, populações ribeirinhas da Amazônia estão expostas ao metilmercúrio (MeHg) e ao chumbo (Pb) oriundos, respectivamente, de peixes e farinha de mandioca contaminados. Embora a toxicidade destes elementos químicos seja explorada há tempo, pouco se sabe sobre os efeitos decorrentes da exposição crônica a baixas doses destes toxicantes e, menos ainda, acerca da exposição simultânea a estes dois metais. Neste sentido, este trabalho foi desenvolvido objetivando avaliar a ocorrência de efeitos bioquímicos, genotóxicos e relacionados ao estresse oxidativo, decorrentes da exposição crônica de ratos a baixas doses de MeHg e Pb, associados ou não, bem como a distribuição tecidual destes metais. Adicionalmente, foram investigados os efeitos da administração da vitamina antioxidante niacina (NA) diante destas exposições. Para isto, ratos machos Wistar foram divididos em 8 grupos (n = 6): Grupo controle; Grupo MeHg, tratado com cloreto de MeHg (140 ?g/Kg/dia) por gavagem; Grupo Pb, tratado com acetato de Pb (648 ?g/Kg/dia) por gavagem; Grupo MeHg + Pb, tratado com MeHg (140 ?g/Kg/dia) e Pb (648 ?g/Kg/dia) por gavagem. Grupos paralelos (NA; NA + MeHg; NA + Pb e NA + MeHg + Pb) receberam o mesmo tratamento associado à suplementação de niacina (50 mg/Kg/dia) adicionada na água. O tratamento teve duração de 92 dias. Foram avaliados os parâmetros bioquímicos colesterol total e frações, glicose, atividade das enzimas hepáticas aspartato aminotransferase (AST) e alanina aminotransferase (ALT), e hemoglobina. Os marcadores relacionados ao estresse oxidativo determinados foram tióis totais (GSH); lipoperoxidação, avaliada pela concentração de malondialdeído (MDA) e espécies reativas ao ácido barbitúrico (TBARS); além da atividade das enzimas antioxidantes superóxido dismutase (SOD), glutationa peroxidase (GSH-Px) e catalase (CAT). Ainda, foi avaliada a concentração de óxido nítrico (NO) plasmático e a genotoxicidade por meio do Ensaio Cometa. As concentrações de mercúrio (Hg) e Pb foram determinadas em sangue total e tecidos dos animais por ICP-MS. A exposição a baixas doses de MeHg causou genotoxicidade, redução na atividade da CAT no cérebro e nas concentrações de GSH no sangue e fígado dos animais, além de peroxidação lipídica, evidenciada pelo aumento nas concentrações de MDA e TBARS no plasma e cérebro dos ratos. Os animais expostos exclusivamente ao MeHg apresentaram ainda atividade de ALT aumentada e concentração plasmática de NO reduzida. A distribuição do Hg no organismo foi maior no rim, seguido por sangue e, posteriormente, cérebro. A exposição exclusivamente ao Pb promoveu redução na concentração de GSH e na atividade de CAT, além de induzir peroxidação lipídica no cérebro dos ratos. A exposição ao Pb também resultou em genotoxicidade, além de redução na concentração de hemoglobina e NO. As maiores concentrações de Pb foram observadas no osso (fêmur) > rim > cérebro > sangue. A exposição simultânea ao MeHg e Pb não resultou em sinergismo de efeitos tóxicos em comparação ao tratamento com os metais individualmente. Considerando parâmetros como concentração plasmática de NO e GSH no sangue, fígado e cérebro, a exposição ii conjunta aos metais antagonizou os efeitos desencadeados por cada metal individualmente. Entretanto, a coexposição MeHg/Pb também promoveu genotoxicidade e lipoperoxidação. Já a administração de niacina apresentou efeitos protetores frente às alterações desencadeadas pela exposição aos metais, sem alterar a concentração e distribuição destes nos órgãos/tecidos. Em resumo, nossos resultados mostram que a exposição ao MeHg e Pb, até mesmo em doses baixas, induz toxicidade em roedores. Visto que a niacina apresentou efeitos antioxidantes e antigenotóxicos relevantes, a suplementação com esta vitamina pode ser uma alternativa para amenizar os efeitos tóxicos decorrentes da exposição ao MeHg e/ou Pb.
Título em inglês
Evaluation of toxic effects of chronic exposure at low doses of lead and methylmercury, associated or not, and the possible protective effect of niacin on this exposure
Palavras-chave em inglês
antioxidant
genotoxicity
Oxidative stress
toxic metals
vitamin B3, nicotinic acid.
Resumo em inglês
In Brazil, riverside populations of the Amazon are exposed to methylmercury (MeHg) and lead (Pb) coming respectively from contaminated fish and cassava flour. Although the toxicity of these elements has been explored for some time, little is known about the effects of chronic exposure at low doses and even less about the simultaneous exposure. Thus, this work aimed to evaluate the occurrence of biochemical, genotoxic and oxidative stress related effects, resulting from chronic exposure of rats at low doses of MeHg and Pb, associated or not, as well as the tissue distribution of these elements. Additionally, the effects of co-administration of the antioxidant vitamin niacin (NA) on the toxic effects were investigated. For this, male Wistar rats were divided into 8 groups (n = 6): Control group; MeHg group, received MeHg chloride (140 ?g/Kg/day) by gavage; Pb group, received Pb acetate (648 ?g/Kg/day) by gavage; MeHg + Pb group, received MeHg (140 ?g/Kg/day) and Pb (648 ?g/Kg/day) by gavage. Parallel groups (NA; NA + MeHg; NA + Pb and NA + MeHg + Pb) received the same treatment associated with niacin supplementation (50 mg/kg/day) added to the water. The treatment lasted 92 days. Biochemical parameters such as total and fractions cholesterol, glucose, hepatic enzyme activity such as aspartate transaminase (AST) and alanine transaminase (ALT), and hemoglobin were determined. Oxidative stress markers such as total thiols (GSH); lipid peroxidation, measured by malondialdehyde (MDA) and thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) concentrations; besides the activity of superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GSH-Px) and catalase (CAT) antioxidant enzymes were evaluated in treated and non-treated animals. Also, the concentration of plasmatic nitric oxide (NO) and genotoxicity by the Comet Assay was assessed. Levels of mercury (Hg) and Pb were determined in whole blood and tissues of animals by ICP-MS. Low doses of exposure to MeHg caused reduction of CAT activity in the brain and reduction of GSH concentrations in the blood and liver of animals, besides genotoxicity and lipid peroxidation, as evidenced by the increase levels of MDA and TBARS in plasma and brain of rats. Animals exposed to MeHg still had increased ALT activity and decreased plasmatic NO levels. Levels of Hg were found higher in kidney, followed by blood and brain. Pb exposure alone promoted reduction of GSH concentration and CAT activity, and induced lipid peroxidation in the brain of rats. Moreover, genotoxicity, and reduction of hemoglobin and plasmatic NO levels were also observed in the group of animals treated only with Pb. The highest Pb levels were observed in bone (femur) > kidney > brain > blood. Simultaneous exposure to MeHg and Pb did not result in synergistic toxic effects. Considering parameters such as plasmatic NO and GSH levels in blood, liver and brain, the joint exposure to metals antagonized the effects produced by each metal individually. However, the MeHg/Pb co-exposure also promoted genotoxicity and lipid peroxidation. On the other hand, administration of niacin exhibited protective effects under the changes triggered by exposure to metals without altering the concentration and distribution of these metals in the organs/tissues of animals. Taken together, our results demonstrated that exposure to MeHg and Pb, even at low doses, are toxic to iv rodents. Moreover, since niacin presented relevant antioxidant and antigenotoxic effects, supplementation with this vitamin can be an alternative to mitigate the toxic effects resulting from exposure to MeHg and/or Pb.
 
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Data de Publicação
2016-05-09
 
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