Estudo experimental da exposição ao PCB126 sobre a indução de Diabetes mellitus tipo II / Experimental study of PCB126 exposure on induction of Diabetes mellitus type II

A exposição ambiental aos poluentes orgânicos persistentes tem recebido amplo destaque na literatura recentemente devido à extensa associação entre o desenvolvimento de doenças metabólicas, obesidade e/ou diabetes mellitus, e a presença destes poluentes, principalmente os organoclorados, como as bifenilas policloradas (PCBs), no organismo. Por outro lado, os mecanismos de ação destes poluentes é controverso devido à elevada quantidade de representantes destas classes, gerando diversidade de protocolos de exposição e escassez de estudos experimentais. Por isto, foi objetivo deste trabalho elucidar os mecanismos de ação tóxica do PCB126, nas doses de 0,1; 1 ou 10 µg/kg de massa corpórea, em ratos Wistar machos, durante quinze dias, expostos por instilação intranasal. O procotolo de exposição empregado foi caracterizado e considerado suficiente para causar toxicidade, uma vez que foram observadas alterações no sistema imune, metabolismo e em parâmetros relacionados à gênese do diabetes mellitus. A caracterização da exposição foi determinada pela quantificação da concentração de PCB126 no fígado e pulmão (CG/MS) e pelo aumento da expressão do receptor aril hidrocarboneto (AhR) no rim, fígado, pulmão e tecido adiposo (Western Blot). O efeito imunossupressor do PCB126 foi evidenciado pelo comprometimento da produção de células na medula óssea e, consequentemente, no número de células totais no sangue circulante. Adicionalmente, foi evidenciada a interferência do poluente na via de ativação mediada por receptores acoplados à proteína G (GPCRs), principalmente em neutrófilos, alterando importantes funções destas células, como a expressão de moléculas de adesão, geração de espécies reativas de oxigênio e migração. Entre as alterações metabólicas observadas, destacamos o aumento dos níveis de triglicerídeos e colesterol sérico, aumento da liberação de ácidos graxos livres; aumento da atividade da enzima hepática gama glutamil transferase; aumento da resistência à insulina e aumento da geração de óxido nítrico pelas ilhotas de Langerhans, dados estes, possivelmente relacionados ao comprometimento das células beta (ß) pancreáticas, confirmados pelo aumento da expressão de GLUT4 no tecido adiposo, aumento da concentração de insulina sérica e aumento do estresse oxidativo nas ilhotas de Langerhans. Em conjunto, os dados obtidos destacam importantes alterações causadas pela exposição intranasal ao PCB126, evidenciando a participação do poluente na gênese do diabetes mellitus do tipo II

The environmental exposure to persistent organic pollutants has been widely highlighted in recent literature due to the extensive association between the development of metabolic diseases, obesity and/or diabetes mellitus, and presence of these pollutants, especially organochlorines such as polychlorinated biphenyls (PCBs) in organism. Moreover, the mechanisms of action of these pollutants are controversial due to the high number of PCBs congeners, diversity of exposure protocols and lack of experimental studies. Therefore, the aim of this study was to elucidate the mechanisms of PCB126's toxic action at doses of 0.1; 1 or 10 µg/kg body weight in male Wistar rats exposed by intranasal instillation for 15 days. The established exposure procotol was characterized and considered sufficient to cause toxicity since changes were observed in the immune system, metabolism and in parameters related to the pathogenesis of diabetes mellitus. Characterization of exposure was determined by quantifying the concentration of PCB126 in liver and lung (GC-MS) and by the increased expression of aryl hydrocarbon receptor (AhR) in kidney, liver, lung, and adipose tissue (Western blot). The immunosuppressive effect of PCB126 was evidenced by impairment of cell production in the bone marrow and thus the total number of cells in the circulation. In addition, the interference of the pollutant in the activation pathway mediated by G-protein coupled receptors (GPCRs), in particular in neutrophils, was observed by changing important functions of these cells such as the expression of adhesion molecules, reactive oxygen species generation, and migration. Among the metabolic changes observed, we highlight the increased levels of triglycerides and serum cholesterol, increased release of free fatty acids; increased gamma glutamyl transferase hepatic enzyme activity; increased insulin resistance and increased generation of nitric oxide by the islets of Langerhans, these data possibly related to the impairment of beta cells (ß) pancreatic function, suggested by the increased expression of GLUT4 in adipose tissue, increased serum insulin concentration and increased oxidative stress in the islets of Langerhans. Altogether, these results highlight important changes caused by intranasal exposure to PCB126, suggesting participation of the pollutant in the genesis of diabetes mellitus type II

Dioxins and polychlorinated biphenyls concentrations in Larus dominicanus. Case study: Marambaia island, Sepetiba bay, Rio de Janeiro State, Brazil / Concentrações de dioxinas e bifenilas policloradas em Larus dominicanus. Estudo de caso: ilha da Marambaia, baía de Sepetiba, Estado do Rio de Janeiro, Brasil

Seabirds play a significant role as bioindicators: they are conspicuous, relatively easy to observe, well-established studied group of organisms, and in the focus of public interest due to pollution in aquatic ecosystem. Systematically, a significant number of man-made chemicals have been introduced in the marine environment and represent the major problem arising in the development worldwide. Many of these chemical contaminants are persistent, known to bioaccumulate and biomagnify through the aquatic food web, affecting species associated with aquatic systems. Dioxins [polychlorinated dibenzo-p-dioxins (PCDD), dibenzofurans (PCDF)] and polychlorinated biphenyls (PCB) concentrations were measured in Kelp gull Larus dominicanus collected from 2006 to 2011 on Marambaia Island, Sepetiba Bay, Rio de Janeiro State, Brazil. Detectable liver concentrations of PCDD Fs-1 and PCBs were found in all samples analyzed. These represent some of the first measurements of PCDD Fs-1 and PCBs in seabirds from this area. Although levels of these contaminants in the tested species currently appear to fall below critical values, a continuous and systematic monitoring on these compounds becomes essential and desirable to not express toxic values in the future.

Aves marinhas desempenham uma função significativa como bioindicadores: elas são conspícuas, relativamente fáceis de observar, grupos de organismos de estudo bem estabelecidos e no foco de interesse público devido à poluição no ecossistema aquático. Sistematicamente, um número significativo de produtos químicos sintéticos vêm sendo introduzidos no ambiente marinho, representando um dos principais problemas que se coloca no desenvolvimento em todo o mundo. Muitos desses contaminantes químicos são persistentes, conhecidos por bioacumular e biomagnificar através de suas movimentações na cadeia alimentar, afetando espécies associadas aos sistemas aquáticos. Concentrações de dioxinas [dibenzo-p-dioxinas policloradas (PCDD), dibenzofuranos (PCDF)] e bifenilas policloradas (PCB) foram medidas em gaivotões Larus dominicanus coletadas de 2006 a 2011 na Ilha da Marambaia, Baía de Sepetiba, Rio de Janeiro, Brasil. Estes dados representam algumas das primeiras medições de PCDD Fs-1 e PCBs em aves marinhas nesta área estudada. Embora os níveis destes contaminantes na espécie testada apresentarem níveis abaixo dos valores críticos, o monitoramento contínuo, sistemático, torna-se imprescindível e desejável para que estes compostos não expressem no futuro valores tóxicos.

Organochlorine compound levels in fertile and infertile women from Rio de Janeiro, Brazil / Níveis de substâncias organocloradas em mulheres férteis e inférteis do Rio de Janeiro, Brasil

OBJECTIVE: The aim of the study was quantify organochlorine compounds in women seeking for infertility treatment (n = 15) and in spontaneously pregnant ones (n = 21). MATERIALS AND METHODS: A questionnaire was applied regarding lifestyle, occupational and reproductive history. Blood samples were collected from both groups. RESULTS: From the pesticides studied, pp'DDE was detected in 100% of infertile women, at higher mean levels than in pregnant women (3.02 mcg/L vs. 0.88 mcg/L; p = 0.001; power of 69%), without correlation with the etiology of infertility. Levels of the polychlorinated biphenyls (PCBs) were low, with positive samples in 100% in the infertile women for PCBs 138, 153, 180, while in pregnant women, they were 85.7% for congeners 138 and 153. Only PCB180 showed significance, with frequency of 71.4% (p = 0.019). CONCLUSIONS: The risk factors for female infertility were: age, consumption of untreated water and of canned foods. Exposure to the most prevalent organochlorine compounds described in literature was confirmed in the study, indicating that pp'DDE may adversely influence female fertility.

OBJETIVO: O estudo teve como objetivo quantificar as substâncias organocloradas em mulheres buscando tratamento para infertilidade (n = 15) e que espontaneamente engravidaram (n = 21). MATERIAIS E MÉTODOS: Foi aplicado questionário considerando estilo de vida, história ocupacional e reprodutiva. Amostras de sangue foram obtidas em ambos os grupos. RESULTADOS: Dos pesticidas, pp'DDE foi detectado em 100% das inférteis, com níveis maiores que nas grávidas (3,02 mcg/L vs. 0,88 mcg/L; p = 0,001; poder 69%), sem correlação na etiologia da infertilidade. Os níveis de detecção das bifenilas policloradas (PCBs) foram baixos, com 100% de positividade das amostras nas inférteis para os PCBs 138, 153, 180, e de 85,7% nas grávidas para os congêneres 138 e 153. Apenas PCB180 mostrou significância na frequência de 71,4% (p = 0,019). CONCLUSÕES: Os fatores de risco para infertilidade feminina foram: idade, consumo de água não tratada e alimentos enlatados. A exposição aos organoclorados mais prevalentes descritos na literatura foi confirmada no estudo, indicando que pp'DDE pode influenciar adversamente a fertilidade feminina.

Bifenilas policloradas em óleos minerais usados em transformadores / Polichlorinated byphenyls in mineral oil for transformers

Nos últimos 40 anos, em vários países, entre eles o Brasil, óleos minerais constituídos por Bifenilas Policloradas (PCBs) foram usados em transformadores. Há alguns anos, entretanto, evidências indicam que os PCBs são tóxicos e que foram dispersados no meio-ambiente. Com a finalidade de verificar e monitorar a presença de PCBs no Brasil, analisamos 150 amostras de óleos minerais de transformador colhidas em diversos Estados da Federação. Os resultados mostraram que 66,7% das amostras tinham níveis de PCBs, em Aroclor, inferiores a 50mg/kg e 33% apresentavam níveis de até 782x10[3]mg/kg (AU).