Toxicologia dos HPAs

ABUNDÂNCIA, CARACTERÍSTICAS FÍSICO-QUÍMICAS E EXPOSIÇÃO HUMANA

O maior motivo de exposição com os HPAs se dá pela contaminação através do solo, ar, plantas, água e alimentos. Referente a suas propriedades físico-químicas, observa-se que com o aumento dos anéis aromáticos da molécula, há uma maior afinidade lipofílica, ocasionando uma fácil absorção através da ingestão, inalação e pele, no qual esta última é bastante importante quando se relaciona as atividades industriais, podendo ser responsável por até 90% dos casos de intoxicação. Nos alimentos, os HPAs podem ser obtidos através do cozimento de certos alimentos ou pela deposição direta dos mesmos nos grãos, vegetais e frutas.

A forma que os HPAs são encontrados na atmosfera é influenciada pelo peso molecular e sua volatilidade, podendo estar na fase gasosa ou adsorvida no material particulado. Assim, sua concentração depende da afinidade das partículas atmosférias pela superfície. Em relação a fase gasosa, a distribuição e metabolização do composto são rápidas (exemplo: o BaP é eliminado em 1 hora), neste caso, a bioacumulação não é observada. Porém os compostos associados a partículas do ar, sua eliminação é bem mais lenta, podendo levar semanas.

GENOTOXICIDADE E METABOLISMO DOS HPAS E SEUS DERIVADOS

O primeiro indício de carcinogenicidade química proveniente dos produtos de combustão orgânica foi em limpadores de chaminés. Anos depois, comprovou-se através das amostras que era devido a presença de benzo[a]pireno (BaP) em conjunto a presença de outros membros da família dos HPAs e de alguns de seus derivados. Estudos posteriores conduziram à identificação de vários processos industriais e misturas complexas com potencial mutagênico e/ou carcinogênico.

A biotransformação dos HPAs envolve uma série de enzimas que catalisam reações de oxidação, redução e hidrólise, que catalisam reações de conjugação, distribuídas em todos os tecidos orgânicos. Monoxigenases dependentes do citocromo P450 (CYP1A) são responsáveis pela oxidação enzimática dos HPAs. Em relação aos fenóis, alguns são oxidados a quinonas e outros podem sofrer nova epoxidação formando epóxidos secundários (dihidrodiolepóxidos), esses são altamente instáveis e, quando não reagem rapidamente, são hidrolizados a tetróis, pode ser utilizada como bioindicador da formação de diolepóxidos. Os NHPAs são, comprovadamente, agentes mutagênicos para Salmonella typhimurium (teste de Ames), para bactérias e células eucarióticas (células de ovário de hamsters, células epiteliais de ratos -RL4), podem provocar mutações sem sofrerem ativação metabólica. Os dinitroderivados são mais potentes que o mononitro, estudos têm atribuído aos NHPAs cerca de 50% da mutagenicidade observada em material particulado coletado em residências urbanas.

REATIVIDADE COM MACROMOLÉCULAS BIOLÓGICAS

MONITORAMENTO BIOLÓGICO DA EXPOSIÇÃO A HPAS E A SEUS DERIVADOS NITRADOS

O monitoramento dos HPAs é realizado a partir da avaliação dos mesmos, seja a partir de seus metabólitos em fluídos biológico ou por efeitos bioquímicos resultante de sua presença. Dentre as análises realizadas há as técnicas cromatográficas a partir de cromatografia à líquido de alta eficiência (CLAE) com detecção fluorimétrica, e cromatografia à gás de alta resolução acoplada à espectrometria de massa. Essas, utilizadas para determinação urinária com base em metabólitos como o 1-hidroxipireno e os fenantrenos hidroxilados.

Sabendo-se que os HPAs e seus metabólitos emitem fluorescência devido a sua estrutura eletrônica, algumas técnicas, a partir da avaliação da diferença de energia entre o estado fundamental e o excitado, podem ser realizadas tirando proveito dessa característica, tais como: a espectroscopia de fluorescência sincronizada para determinação de adutos de HPA com macromoléculas; a espectroscopia de fluorescência com Efeito Shpol’ski na determinação de HPAs em diversas amostras ambientais e biológicas; e a espectroscopia de fluorescência com varredura rápida, para caracterização de adutos de dibenzo[a,l]pireno e DNA produzidos in vitro em microssomas de fígado.

- Imunoensaio

- Tioéteres urinários

DETERMINAÇÃO DE ADUTOS COM DNA E OUTRAS MACROMOLÉCULAS

Substâncias eletrofílicas são capazes de reagir com sítios nucleofílicos de macromoléculas biológicas formando adutos com o DNA, sendo uma etapa crítica na carcinogênese química. A determinação destes compostos pode servir como bioindicador precoce para o câncer.

A pós marcação com 32P53,56 é utilizado para quantificar os adutos de DNA, com este tipo de ensaio pode-se determinar o total de adutos formados pelos diferentes HPAs ou derivados.. Os produtos resultantes da reação podem ser separados por CLAE. A vantagem é que a técnica não é específica para um dado tipo de aduto, o que possibilita determinações múltiplas, mas a problemática é a identificação daqueles que são desconhecidos, devido a baixa sensibilidade da espectrometria de massa.

A atenção tem sido dada ao estudo dos adutos formados nas reações entre os agentes carcinogênicos e proteínas, como indicadores dos níveis reações com o DNA. Acredita-se que os intermediários eletrofílicos que reagem com os sítios nucleofílicos do DNA também reagirão com grupos nucleofílicos de outras macromoléculas (como a hemoglobina e a albumina). As reações de formação de adutos com proteínas são úteis no estudo da exposição a formas ativas de carcinogênicos. O monitoramento feito por esta via permite maior facilidade de se obter maior quantidade dos adutos, podem servir como indicadoras por vários meses. Os tetróis correspondentes aos HPA são isolados dos adutos por hidrólise ácida e purificados por extração em fase sólida antes da determinação por CLAE-FLUO. 

Bibliografia:

Pereira Netto, Annibal D., Moreira, Josino C., Dias, Ana Elisa X. O., Arbilla, Graciela, Ferreira, Luiz Filipe V., Oliveira, Anabela S., & Barek, Jiri. (2000). Avaliação da contaminação humana por hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) e seus derivados nitrados (NHPAs): uma revisão metodológica. Química Nova, 23(6), 765-773. https://dx.doi.org/10.1590/S0100-40422000000600010