A aplicação de agrotóxicos na produção agrícola se relaciona com várias áreas do conhecimento, com destaque para a saúde pública, devido aos riscos envolvidos. No Brasil o uso indiscriminado, faz com que o país lidere, desde o ano de 2008, o consumo dessa classe de produtos. O objetivo geral do trabalho foi estimar a ingestão crônica de agrotóxicos pela população brasileira por meio da dieta, destacando as substâncias com maior consumo e suas implicações toxicológicas. Para este fim foram utilizados os alimentos registrados no bloco de consumo alimentar da Pesquisa de Orçamentos Familiares 2008-2009, conduzida pelo IBGE, e a exposição foi estimada pelo cálculo de Ingestão Diária Máxima Teórica (IDMT). A caracterização do risco foi realizada pela comparação da IDMT com os valores da Ingestão Diária Aceitável (IDA), estipuladas em mg/kg peso corporal/dia sendo aplicado o peso individual dos integrantes da amostra (n=33.613) da POF (bloco de consumo alimentar). Foram elaboradas analises discriminando a população brasileira, de acordo com as grandes regiões e situação domiciliar (urbana ou rural). Dos 283 agrotóxicos considerados para a pesquisa, 68 compostos excederam ao valor da IDA. O composto brometo de metila ocupou a primeira posição como composto com maior consumo estimado para a população brasileira. Este agrotóxico é classificado como extremamente tóxico, e seu uso está em descontinuação global por causar danos à camada de ozônio, além dos riscos à saúde de trabalhadores rurais e moradores de regiões próximas às áreas de produção agrícola. Quando estudadas as grandes regiões do país, as regiões Norte (59 agrotóxicos), Nordeste (62 agrotóxicos) e Sul (48 agrotóxicos) apresentaram um menor numero de agrotóxicos extrapolando aos valores da IDA, em comparação com o total identificado para a população brasileira (n= 68). Já as regiões sudeste e centro-oeste apresentaram número superior de compostos que extrapolaram ao valor da IDA, sendo um total de 69 compostos para ambas as regiões. Também foi estudada a exposição nos setores urbano e rural, sendo constatado que 67 compostos excederam ao valor da IDA em ambas as situações domiciliares. Para a área rural os riscos envolvidos se relacionam com a aplicação destes produtos, configurando risco de intoxicação aguda. É importante considerar que a caracterização do risco crônico será mais próxima da realidade quanto melhor os dados refletirem as condições do alimento no momento do consumo. Com isso, é recomendável a realização de estudos sobre a exposição aos agrotóxicos para a população brasileira, principalmente quanto às implicações toxicológicas, e considerando os grupos mais vulneráveis. / The application of pesticides in agricultural production is related to several areas of knowledge, with emphasis on public health, due to the risks involved. In Brazil, the indiscriminate use has led the country to lead, since 2008, the consumption of this class of products. The general objective of the study was to estimate the chronic intake of pesticides by the Brazilian population through diet, highlighting the substances with the highest consumption and their toxicological implications. For this purpose, the foods registered in the food consumption block of the Family Budget Survey 2008-2009, conducted by IBGE, were used and the exposure was estimated by the calculation of Theoretical Maximum Daily Intake (IDMT). The risk characterization was performed by comparing the IDMT with the values of Acceptable Daily Intake (ADI), stipulated in mg / kg body weight / day, and the individual weight of the sample members (n = 33,613) of POF to feed. Analyzes were carried out discriminating the Brazilian population, according to the major regions and domiciliary situation (urban or rural). Of the 283 pesticides considered for the research, 68 compounds exceeded the ADI value. The methyl bromide compound occupied the first position as the compound with the highest consumption estimated for the Brazilian population. This pesticide is classified as extremely toxic, and its use is in global discontinuation for causing damage to the ozone layer, in addition to the health risks of rural workers and residents of regions near the agricultural production areas. When the major regions of the country were studied, the North (59 pesticides), Northeastern (62 pesticides) and South (48 agrochemicals) regions presented a lower number of agrochemicals than those identified for the Brazilian population (N = 68). On the other hand, the southeastern and central-western regions presented a higher number of compounds that extrapolated to the value of the ADI, being a total of 69 compounds for both regions. Exposure in the urban and rural sectors was also studied, and it was found that 67 compounds exceeded the ADI value in both domiciliary situations. For the rural area the risks involved are related to the application of these products, posing the risk of acute intoxication. It is important to consider that the characterization of chronic risk will be closer to reality the better the data reflect the conditions of the food at the time of consumption. Therefore, it is advisable to carry out studies on exposure to pesticides for the Brazilian population, mainly regarding the toxicological implications, and considering the most vulnerable groups.

A aplicação de agrotóxicos na produção agrícola se relaciona com várias áreas do conhecimento, com destaque para a saúde pública, devido aos riscos envolvidos. No Brasil o uso indiscriminado, faz com que o país lidere, desde o ano de 2008, o consumo dessa classe de produtos. O objetivo geral do trabalho foi estimar a ingestão crônica de agrotóxicos pela população brasileira por meio da dieta, destacando as substâncias com maior consumo e suas implicações toxicológicas. Para este fim foram utilizados os alimentos registrados no bloco de consumo alimentar da Pesquisa de Orçamentos Familiares 2008-2009, conduzida pelo IBGE, e a exposição foi estimada pelo cálculo de Ingestão Diária Máxima Teórica (IDMT). A caracterização do risco foi realizada pela comparação da IDMT com os valores da Ingestão Diária Aceitável (IDA), estipuladas em mg/kg peso corporal/dia sendo aplicado o peso individual dos integrantes da amostra (n=33.613) da POF (bloco de consumo alimentar). Foram elaboradas analises discriminando a população brasileira, de acordo com as grandes regiões e situação domiciliar (urbana ou rural). Dos 283 agrotóxicos considerados para a pesquisa, 68 compostos excederam ao valor da IDA. O composto brometo de metila ocupou a primeira posição como composto com maior consumo estimado para a população brasileira. Este agrotóxico é classificado como extremamente tóxico, e seu uso está em descontinuação global por causar danos à camada de ozônio, além dos riscos à saúde de trabalhadores rurais e moradores de regiões próximas às áreas de produção agrícola. Quando estudadas as grandes regiões do país, as regiões Norte (59 agrotóxicos), Nordeste (62 agrotóxicos) e Sul (48 agrotóxicos) apresentaram um menor numero de agrotóxicos extrapolando aos valores da IDA, em comparação com o total identificado para a população brasileira (n= 68). Já as regiões sudeste e centro-oeste apresentaram número superior de compostos que extrapolaram ao valor da IDA, sendo um total de 69 compostos para ambas as regiões. Também foi estudada a exposição nos setores urbano e rural, sendo constatado que 67 compostos excederam ao valor da IDA em ambas as situações domiciliares. Para a área rural os riscos envolvidos se relacionam com a aplicação destes produtos, configurando risco de intoxicação aguda. É importante considerar que a caracterização do risco crônico será mais próxima da realidade quanto melhor os dados refletirem as condições do alimento no momento do consumo. Com isso, é recomendável a realização de estudos sobre a exposição aos agrotóxicos para a população brasileira, principalmente quanto às implicações toxicológicas, e considerando os grupos mais vulneráveis. / The application of pesticides in agricultural production is related to several areas of knowledge, with emphasis on public health, due to the risks involved. In Brazil, the indiscriminate use has led the country to lead, since 2008, the consumption of this class of products. The general objective of the study was to estimate the chronic intake of pesticides by the Brazilian population through diet, highlighting the substances with the highest consumption and their toxicological implications. For this purpose, the foods registered in the food consumption block of the Family Budget Survey 2008-2009, conducted by IBGE, were used and the exposure was estimated by the calculation of Theoretical Maximum Daily Intake (IDMT). The risk characterization was performed by comparing the IDMT with the values of Acceptable Daily Intake (ADI), stipulated in mg / kg body weight / day, and the individual weight of the sample members (n = 33,613) of POF to feed. Analyzes were carried out discriminating the Brazilian population, according to the major regions and domiciliary situation (urban or rural). Of the 283 pesticides considered for the research, 68 compounds exceeded the ADI value. The methyl bromide compound occupied the first position as the compound with the highest consumption estimated for the Brazilian population. This pesticide is classified as extremely toxic, and its use is in global discontinuation for causing damage to the ozone layer, in addition to the health risks of rural workers and residents of regions near the agricultural production areas. When the major regions of the country were studied, the North (59 pesticides), Northeastern (62 pesticides) and South (48 agrochemicals) regions presented a lower number of agrochemicals than those identified for the Brazilian population (N = 68). On the other hand, the southeastern and central-western regions presented a higher number of compounds that extrapolated to the value of the ADI, being a total of 69 compounds for both regions. Exposure in the urban and rural sectors was also studied, and it was found that 67 compounds exceeded the ADI value in both domiciliary situations. For the rural area the risks involved are related to the application of these products, posing the risk of acute intoxication. It is important to consider that the characterization of chronic risk will be closer to reality the better the data reflect the conditions of the food at the time of consumption. Therefore, it is advisable to carry out studies on exposure to pesticides for the Brazilian population, mainly regarding the toxicological implications, and considering the most vulnerable groups.

O arsênio é um elemento químico tóxico encontrado na natureza em várias formas químicas. Entretanto, cada uma delas apresenta diferença na toxicocinética e toxicodinâmica. Os alimentos são considerados a principal fonte de exposição pelos humanos, destacando o arroz, que pode conter o arsênio na forma inorgânica e nas formas de ácidos monometilarsônico e dimetilarsínico (DMA), e alimentos de origem marinha. Os compostos de arsênio encontrados na biota marinha são classificados como solúveis em água, como arsenobetaína e arsenoaçúcares, e solúveis em lipídeos como os arsenolipídeos. Assim, é importante o desenvolvimento de estudos que avaliem a exposição ao arsênio pela alimentação, sua distribuição em organismos e sua especiação química. Neste sentido, o presente trabalho está apresentado em dois capítulos. O capítulo I corresponde ao estudo de exposição crônica em camudongos machos Swiss ao arsênio presente na dieta e os efeitos em alguns parâmetros bioquímicos. Para isso os animais foram divididos em grupo controle, três grupos expostos à dieta contendo arroz naturalmente contaminado com arsênio e três grupos expostos à dieta preparada com sais de arsênio nas mesmas concentrações presentes no arroz. Concentrações de arsênio total foram determinadas nos tecidos dos animais em estudo por ICP-MS, sendo que as maiores concentrações foram observadas na bexiga > pêlos > pulmões > rins > fígado > coração > cérebro > sangue. Análises de especiação química usando HPLC-ICP-MS mostraram a presença de DMA e As5+ em amostras de fígado e rins. Adicionalmente, não foram observadas alterações nas concentrações de glicose e de óxido nítrico plasmáticos. Uma redução significativa nas concentrações de hemoglobina sanguínea foi observada apenas para os animais expostos à ração preparada com a maior concentração de arsênio na forma do sal. Alterações em alguns parâmetros relacionados ao estresse oxidativo foram encontradas nos animais expostos às dietas contendo a maior proporção de arroz e a maior concentração de arsênio na forma de sal. Portanto, as características pioneiras deste estudo levantam questionamentos diversos e incentivam a continuidade de pesquisas futuras relacionadas à avaliação da segurança do consumo de arroz. O capítulo II refere-se ao estudo de identificação e distribuição de arsenolipídeos em tecidos de baleia-piloto-de-aleta-longa (Globicephala melas), com diferenças na idade e sexo. Arsênio total foi determinado nas amostras por ICP-MS, sendo as maiores concentrações encontradas nos rins. Os resultados mostraram que as baleias-piloto adultas tendem a acumular maior concentração do elemento em relação a juvenis. As amostras de fígado, rins, músculo e camada de gordura foram submetidas a um procedimento de extração. As maiores concentrações de arsênio total foram determinadas nos extratos metanol/diclorometano por ICP-MS e 7 arsenolipídeos (ácidos graxos e hidrocarbonetos contendo arsênio) foram ii identificados nestes extratos após análise de especiação química por HPLC-ICP-MS/ESI-MS. Por outro lado, mesmo o extrato hexano apresentando menores concentrações do elemento, alguns arsenolipídeos foram identificados. Foi possível observar que cada tecido apresentou um perfil específico de distribuição destes compostos. Assim, este segundo estudo foi precursor na identificação e distribuição de arsenolipídeos em tecidos de baleias, contribuindo para o fortalecimento da avaliação de aspectos biogeoquímicos e toxicológicos do arsênio / Arsenic is a toxic and widely distributed element in the nature. It is found in different chemical forms and each of them presents different toxicokinetic and toxicodynamic. Food is considered the main source of exposure to humans highlighting the rice that usually contains inorganic arsenic, monomethylarsonic acid and dimethylarsinic acid (DMA), and sea food. Organic arsenic forms, found in marine biota, are classified as water-soluble (arsenobetaine and arsenosugars), or lipid-soluble compounds (arsenolipids). Therefore, it is of extreme importance the development of studies that evaluate arsenic exposure by diet, the distribution of the element in organisms, and its chemical speciation. Thus, the present study is divided in two chapters. Chapter I is related to the effects on some biochemical parameters after a chronic exposure to arsenic through the diet by Swiss male mice. For this, animals were divided into a control group, three groups fed with a diet containing rice naturally contaminated with arsenic, and three groups fed with a diet prepared with arsenic salts at the same concentration present in rice. Total arsenic concentration in the tissues was determined by ICP-MS. The highest concentrations were observed in bladder > hair > lung > kidneys > liver > heart > brain > blood. The chemical speciation analysis using HPLC-ICP-MS showed the presence of DMA and As5+ in liver and kidneys samples. Additionally, no changes were observed in the plasmatic glucose and nitric oxide levels. A significant reduction in blood hemoglobin concentration was observed only in animals exposed to the diet prepared at the highest concentration of arsenic salts. Biochemical parameters related to oxidative stress were altered in the whole blood of animals exposed to the diets containing higher proportion of rice and higher concentration of arsenic added as a salt. So, the pioneer results of the present study contribute to the answer of a number of issues and may encourage future research concerning safety assessment of rice consumption. Chapter II refers to the identification of arsenolipids in tissue samples collected from long-finned pilot whales (Globicephala Melas). The investigation comprised whether arsenolipids were present in the tissues of pilot whales, and how they were distributed into the different organs. Total arsenic concentration in the tissues was determined, with the highest concentration found in the kidneys. The results showed that adult pilot whales tend to accumulate higher concentration of the element compared to the juvenile ones. Furthermore, extractions of nonpolar and polar arsenolipids from liver, kidneys, muscle, and blubber samples were performed. The highest arsenic concentration was found in the methanol/dichloromethane extracts by ICP-MS and also 7 arsenolipids (arsenic-containing fatty acids and hydrocarbons) were identified after chemical speciation analysis by HPLC-ICP-MS/ESI-MS. On the other hand, even the hexane extract having lower arsenic concentration, there were some arsenolipids identified. It was noticed that each tissue presented a specific profile of arsenolipids iv distribution. So, this second study was pioneer in identification of arsenolipids in whales tissues and contribute to biogeochemical and toxicological evaluation of arsenic.

O recente desenvolvimento de técnicas proteômicas tem permitido a análise do perfil proteico completo dos sistemas biológicos, permitindo um melhor entendimento da fisiologia normal do organismo, bem como dos mecanismos de doenças, descoberta de biomarcadores para detecção precoce de doenças, identificação de novas terapias e descobertas de fármacos. No presente trabalho, a análise proteômica foi usada para auxiliar no entendimento dos mecanismos moleculares envolvidos na intoxicação induzida pelo fluoretono fígado de ratos e definir biomarcadores potenciais de toxicidade. Três grupos de ratos Wistar machos recém-desmamados (21 dias de vida) foram tratados ad libitum com água de beber contendo 0 (controle), 5 ou 50 mg/L de fluoreto, por 60 dias (n=6/grupo). Os animais foram eutanasiados e o fígado e o soro foram coletados. O fígado foi dividido em lobos, sendo que o esquerdo foi destinado à dosagem de fluoreto (eletrodo íon-sensível, após difusão facilitada por hexametildisiloxano), o direito à análise histológica (hematoxilina e eosina) e o mediano, à análise proteômica (eletroforese bidimensional associada a LC-MS/MS). Os dados foram analisados por ANOVA e teste de Tukey (p<0,05). Foi possível detectar uma dose-resposta em relação à ingestão para os níveis de fluoreto presentes no soro e no fígado houve diferença significativa entre os grupos que receberam 5 e 50 mg/L de fluoreto. A análise morfométrica histológica não revelou alterações nas estruturas celulares e exame o morfológico indicou inclusões lipídicas nos grupos 5 mg/L e 50 mg/L de fluoreto, mais intensas no último. A análise quantitativa de intensidade (software ImageMaster 2D-Platinum v 7.0), comparando a porcentagem de alteração de volume do spot protéico, revelou que 33, 44 e 29 spots aumentaram ou diminuíram sua expressão nos grupos controle X 5 mg/L, controle X 50 mg/L e 5 mg/L X 50 mg/L de fluoreto, respectivamente. Além disto, foram encontradas 18, 1 e 5 spots exclusivos nos grupos controle, 5 mg/L e 50 mg/L de fluoreto, respectivamente. Dentre os spots proteínas com expressão diferencial, foram identificadas 94 proteínas (72,3%). Em síntese, a exposição ao fluoreto alterou a expressão a nível hepático de proteínas pertencentes a todas as categorias funcionais, com predominância daquelas relacionadas ao metabolismo, sendo que as alterações mais pronunciadas foram observadas no grupo de 50 mg/L de fluoreto. Proteínas que tiveram sua expressão ausente mediante exposição ao fluoreto ou que tiveram sua expressão induzida por este elemento são potenciais biomarcadores para este tipo de exposição e devem ser melhor investigadas. Uma vez que se trata do primeiro trabalho envolvendo análise proteômica de fígado de animais expostos a diferentes doses de fluoreto, estes achados apontam importantes vias e processos celulares afetados no fígado pela exposição ao fluoreto, os quais devem ser melhor analisados em estudos futuros. / The recent development of proteomic techniques allowed the analysis of the whole proteomic profile of the biological systems, allowing the comprehension of the normal physiology, as well as of the mechanisms underlying diseases. It has also made easier the discovery of biomarkers of diseases, as well as the identification of new therapies and drugs. In the present study, proteomic analysis was used as a tool to help understanding the molecular mechanisms underlying chronic fluoride toxicity in rat liver and also to define potential biomarkers of toxicity. Three groups of weanling male Wistarrats (21 days) were treated ad libitum with drinking water containing 0 (control), 5 or 50 mg/L fluoride for 60 days (n=6/group). After euthanasia, liver and serum were collected. The liver was divided into lobes. The left lobe was used for fluoride analysis (ion-sensitive electrode, after hexamethyldisiloxane-facilitated diffusion). The right lobe was used for histological analysis (hematoxylin and eosine) while the median was used for proteomic analysis (2D-PAGE associated with LC-MS/MS). Data were analysed by ANOVA and Tukeys test, (p<0.05). A dose-response relationship was observed for serum fluoride levels. In liver, a significant increase in fluoride levels was observed in the 50 mg/L group when compared with the 5 mg/L group. Morphometric analysis did not reveal alterations in the cellular structures. The morphological exam revealed macrovesicular lipid droplets in the 5 and 50 mg/L groups which were more intense in the later. Quantitative intensity analysis (software ImageMaster 2D-Platinum v 7.0) comparing the percentage of alteration of volume of protein spots revealed 33, 44 and 29 protein spots that had increase or decrease in expression in the groups control X 5 mg/L, control X 50 mg/L and 5 mg/L X 50 mg/L, respectively. In addition, 18, 1 and 5 protein spots were detected exclusively in groups control, 5 mg/L and 50 mg/L, respectively. From the differentially expressed spots, 94 proteins were satisfactorily identified (72.3%). Briefly, exposure to fluoride altered the expression of liver proteins belonging to all the functional categories, especially those related to metabolism. More pronounced alterations were seen for the 50 mg/L group. Proteins that were not detected upon exposure to fluoride or that had their expression induced in the presence of fluoride are potential biomarkers of toxicity and should be better investigated. Since this is the first study involving proteomic analysis of liver in rats exposed to different doses of fluoride, these findings indicate important pathways and cellular processes affected by exposure to this element that should be addressed in details in future studies.

O recente desenvolvimento de técnicas proteômicas tem permitido a análise do perfil proteico completo dos sistemas biológicos, permitindo um melhor entendimento da fisiologia normal do organismo, bem como dos mecanismos de doenças, descoberta de biomarcadores para detecção precoce de doenças, identificação de novas terapias e descobertas de fármacos. No presente trabalho, a análise proteômica foi usada para auxiliar no entendimento dos mecanismos moleculares envolvidos na intoxicação induzida pelo fluoretono fígado de ratos e definir biomarcadores potenciais de toxicidade. Três grupos de ratos Wistar machos recém-desmamados (21 dias de vida) foram tratados ad libitum com água de beber contendo 0 (controle), 5 ou 50 mg/L de fluoreto, por 60 dias (n=6/grupo). Os animais foram eutanasiados e o fígado e o soro foram coletados. O fígado foi dividido em lobos, sendo que o esquerdo foi destinado à dosagem de fluoreto (eletrodo íon-sensível, após difusão facilitada por hexametildisiloxano), o direito à análise histológica (hematoxilina e eosina) e o mediano, à análise proteômica (eletroforese bidimensional associada a LC-MS/MS). Os dados foram analisados por ANOVA e teste de Tukey (p<0,05). Foi possível detectar uma dose-resposta em relação à ingestão para os níveis de fluoreto presentes no soro e no fígado houve diferença significativa entre os grupos que receberam 5 e 50 mg/L de fluoreto. A análise morfométrica histológica não revelou alterações nas estruturas celulares e exame o morfológico indicou inclusões lipídicas nos grupos 5 mg/L e 50 mg/L de fluoreto, mais intensas no último. A análise quantitativa de intensidade (software ImageMaster 2D-Platinum v 7.0), comparando a porcentagem de alteração de volume do spot protéico, revelou que 33, 44 e 29 spots aumentaram ou diminuíram sua expressão nos grupos controle X 5 mg/L, controle X 50 mg/L e 5 mg/L X 50 mg/L de fluoreto, respectivamente. Além disto, foram encontradas 18, 1 e 5 spots exclusivos nos grupos controle, 5 mg/L e 50 mg/L de fluoreto, respectivamente. Dentre os spots proteínas com expressão diferencial, foram identificadas 94 proteínas (72,3%). Em síntese, a exposição ao fluoreto alterou a expressão a nível hepático de proteínas pertencentes a todas as categorias funcionais, com predominância daquelas relacionadas ao metabolismo, sendo que as alterações mais pronunciadas foram observadas no grupo de 50 mg/L de fluoreto. Proteínas que tiveram sua expressão ausente mediante exposição ao fluoreto ou que tiveram sua expressão induzida por este elemento são potenciais biomarcadores para este tipo de exposição e devem ser melhor investigadas. Uma vez que se trata do primeiro trabalho envolvendo análise proteômica de fígado de animais expostos a diferentes doses de fluoreto, estes achados apontam importantes vias e processos celulares afetados no fígado pela exposição ao fluoreto, os quais devem ser melhor analisados em estudos futuros. / The recent development of proteomic techniques allowed the analysis of the whole proteomic profile of the biological systems, allowing the comprehension of the normal physiology, as well as of the mechanisms underlying diseases. It has also made easier the discovery of biomarkers of diseases, as well as the identification of new therapies and drugs. In the present study, proteomic analysis was used as a tool to help understanding the molecular mechanisms underlying chronic fluoride toxicity in rat liver and also to define potential biomarkers of toxicity. Three groups of weanling male Wistarrats (21 days) were treated ad libitum with drinking water containing 0 (control), 5 or 50 mg/L fluoride for 60 days (n=6/group). After euthanasia, liver and serum were collected. The liver was divided into lobes. The left lobe was used for fluoride analysis (ion-sensitive electrode, after hexamethyldisiloxane-facilitated diffusion). The right lobe was used for histological analysis (hematoxylin and eosine) while the median was used for proteomic analysis (2D-PAGE associated with LC-MS/MS). Data were analysed by ANOVA and Tukeys test, (p<0.05). A dose-response relationship was observed for serum fluoride levels. In liver, a significant increase in fluoride levels was observed in the 50 mg/L group when compared with the 5 mg/L group. Morphometric analysis did not reveal alterations in the cellular structures. The morphological exam revealed macrovesicular lipid droplets in the 5 and 50 mg/L groups which were more intense in the later. Quantitative intensity analysis (software ImageMaster 2D-Platinum v 7.0) comparing the percentage of alteration of volume of protein spots revealed 33, 44 and 29 protein spots that had increase or decrease in expression in the groups control X 5 mg/L, control X 50 mg/L and 5 mg/L X 50 mg/L, respectively. In addition, 18, 1 and 5 protein spots were detected exclusively in groups control, 5 mg/L and 50 mg/L, respectively. From the differentially expressed spots, 94 proteins were satisfactorily identified (72.3%). Briefly, exposure to fluoride altered the expression of liver proteins belonging to all the functional categories, especially those related to metabolism. More pronounced alterations were seen for the 50 mg/L group. Proteins that were not detected upon exposure to fluoride or that had their expression induced in the presence of fluoride are potential biomarkers of toxicity and should be better investigated. Since this is the first study involving proteomic analysis of liver in rats exposed to different doses of fluoride, these findings indicate important pathways and cellular processes affected by exposure to this element that should be addressed in details in future studies.

Submitted by Adriana Martinez (amartinez@unoeste.br) on 2017-05-31T21:00:12Z No. of bitstreams: 1 Fernanda Freire Marin Soares.pdf: 704573 bytes, checksum: bf544d5550ee825719abaa7a01a5e94c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-31T21:00:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fernanda Freire Marin Soares.pdf: 704573 bytes, checksum: bf544d5550ee825719abaa7a01a5e94c (MD5) Previous issue date: 2017-03-20 / Cadmium is a metal that is widely used in industry. Cadmium exposure may result in a variety of pulmonary diseases. No studies have evaluated tracheal damage or even whether cadmium intake can damage the respiratory tract. The aim of this study was to investigate the histopathological changes caused by cadmium poisoning via intake into the respiratory tract and the possible effects of water pH in the genesis of these changes. Ninety male Wistar rats were used and were divided into six groups (n=15): Group A received 400 mg/l cadmium chloride (CdCl2) in the drinking water at a pH of 7.0; group B received CdCl2 (400 mg/l) in the drinking water at a pH of 5.0; group C received CdCl2 (400 mg/l) in the drinking water at a pH of 8.0; group D received water at a pH of 5.0; group E received water at a pH of 8.0; and group F received water at a pH of 7.0. Animals were euthanized after 6 months. Samples of the lung and trachea were removed. The histopathological analysis was performed to evaluate the presence or not of the following parameters: 1. Trachea: inflammatory infiltrate and type of inflammatory cell; tissue congestion; muscle hypertrophy; non-neoplastic lesions of the mucosa; dysplastic lesions; benign and malignant neoplastic lesions; mucus type (acid or basic); and the number of goblet cells; 2. Lung: interstitial inflammatory infiltrate, inflammatory cell type and location; tissue congestion; interstitial fibrosis; emphysema; necrosis of the parenchyma; dysplastic lesions and the presence of benign and malignant neoplastic lesions. Animals exposed to cadmium had a mean of goblet cells in the trachea of 65.83 cells / 6 high-power fields (HPF), while the animals exposed to cadmium had 85.16 cells / 6 HPF (p = 0.012). Pulmonary emphysema occurred in 71.43 to 100% of the cases, while the non-exposed had emphysema in 6.66% to 15.38% of the cases (p <0.001). The respiratory tract is a target for cadmium-related deficits after intake; however, the pH of the water did not influence the development of these lesions. / O cádmio é um metal muito utilizado na indústria. A exposição ao cádmio pode desenvolver uma variedade de doenças pulmonares. Não há na literatura avaliação do dano traqueal ou mesmo se a ingestão de cádmio pode também provocar danos ao trato respiratório. O objetivo do estudo é investigar as alterações histopatológicas causadas por intoxicação por cádmio via ingestão no trato respiratório e os possíveis efeitos do pH da água na gênese destas alterações. Utilizaram-se 90 ratos Wistar, divididos em 6 grupos (n=15): A – solução de cloreto de cádmio (CdCl2 - 400mg/L) na água de beber com pH 7,0; B – CdCl2 (400mg/L) na água de beber com pH 5,0; C – CdCl2 (400mg/L) na água com pH 8,0. D – água com pH 5,0; E – água com pH 8,0; F – água com pH 7,0. Todos os animais foram eutanasiados após 6 meses após o início do experimento. Retiraram-se fragmentos do pulmão e traquéia. A análise histopatológica foi realizada para avaliar presença ou não dos seguintes parâmetros: 1. Traquéia: infiltrado inflamatório e tipo de célula inflamatória; congestão tecidual; hipertrofia da musculatura; lesões não neoplásicas da mucosa; lesões displásicas; lesões neoplásicas benignas e malignas; tipo de muco (ácido ou básico); e o número de células caliciformes; 2. Pulmão: infiltrado inflamatório intersticial, tipo de célula inflamatória e localização; congestão tecidual; fibrose intersticial; enfisema; necrose do parênquima; lesões displásicas e presença de lesões neoplásicas benignas e malignas. Observou-se que os animais expostos ao cádmio apresentarem média de células caliciformes na traquéia de 65,83 células/6 campos de grande aumento (CGA), enquanto que os animais não expostos apresentaram 85,16 células/6CGA (p=0,012). Enfisema pulmonar ocorreu em 71,43 a 100% dos casos, enquanto os não expostos apresentaram enfisema em 6,66 a 15,38% dos casos (p<0,001). Concluiu-se que o trato respiratório é alvo do cádmio também na intoxicação via ingestão, porém o pH da água não influenciou no desenvolvimento das lesões.

O trato gastrointestinal (TGI) é a principal rota de exposição ao fluoreto (F) e o seu mais importante sítio de absorção. Acredita-se que a toxicidade do F comprometa a fisiologia do intestino, devido à relevante sintomatologia gastrointestinal relatada em consequência da exposição excessiva ao F. A função intestinal é controlada por uma complexa rede neuronal interligada e incorporada à parede deste órgão, denominada Sistema Nervoso Entérico (SNE). Embora os efeitos tóxicos do F sobre o Sistema Nervoso Central sejam descritos na literatura, não há estudos relacionados à sua toxicidade sobre o SNE. Neste estudo realizado em ratos, foi avaliado o efeito da exposição aguda ou crônica ao F, sobre a população geral de neurônios entéricos e sobre as subpopulações que expressam os principais neurotransmissores entéricos: Acetilcolina (ACh), Óxido Nítrico (NO), Peptídeo Vasoativo Intestinal (VIP), Peptídeo Relacionado ao Gene da Calcitonina (CGRP) e Substância P (SP). Os animais foram divididos em 5 grupos: 3 destinados à exposição crônica (0 ppm, 10 ppm ou 50 ppm de F na água de beber) e 2 à exposição aguda (0 ou 25 mgF/Kg por gavagem gástrica). Foram coletados os 3 segmentos do intestino delgado (duodeno, jejuno e íleo) e processados para a detecção da HuC/D, ChAT, nNOS, VIP, CGRP e SP, através de técnicas de imunofluorescência, no plexo mioentérico. Foram obtidas imagens para a realização da análise quantitativa dos neurônios da população geral (HuC/D) e nitrérgicos (imunorreativos à nNOS); e morfométrica dos neurônios imunorreativos à HuC/D ou nNOS; e das varicosidades imunorreativas à ChAT, VIP, CGRP ou SP. Amostras dos 3 segmentos intestinais foram preparadas e coradas em Hematoxilina e Eosina para análise histológica da morfologia básica. O segmento intestinal considerado mais afetado na análise morfométrica da população geral de neurônios, o duodeno, foi selecionado para a realização da análise proteômica, com o objetivo de oferecer o seu perfil proteico e determinar diferenças na expressão proteica em decorrência da exposição crônica ou aguda ao F. A análise da concentração de F no plasma sanguíneo foi realizada para a confirmação da exposição. Na análise quantitativa, o grupo de 50 ppm F, apresentou uma diminuição significativa na densidade da população geral de neurônios do jejuno e do íleo e na densidade dos neurônios imunorreativos à nNOS no duodeno e no jejuno. Quanto à análise morfométrica, a população geral e as subpopulações neuronais entéricas avaliadas apresentaram alterações morfológicas significativas, tanto após a exposição crônica quanto a aguda. Para a análise proteômica do duodeno, verificou-se que da associação de seus genes a um termo, e assim classificadas de acordo com diferentes processos biológicos. No caso do grupo da dose aguda, o processo biológico com a maior porcentagem de genes associados foi a geração de metabólitos precursores e energia (27% das proteínas); enquanto para os grupos de 10 e 50 ppm F foram o processo metabólico da piridina (41%) e a polimerização proteica (33%), respectivamente. / The gastrointestinal tract (GIT) is the main route of fluoride (F) exposure, and the most important site of its absorption. It is believed that F toxicity compromises the intestine physiology, due to the relevant gastrointestinal symptomatology reported in consequence to excessive exposure. The intestinal function is controlled by a complex neuronal net, which is interconnected and embedded in the wall of this organ, named Enteric Nervous System (ENS). Although the toxic effects of F on the Central Nervous system are described in the literature, there are no studies related to its toxicity on the ENS. Therefore, in this study performed in rats, the effects of chronic and acute F exposure were evaluated, on the general population of enteric neurons and on the subpopulations that express the main enteric neurotransmitters: Acetylcholine (Ach), Nitric Oxide (NO), Vasoactive Intestinal Peptide (VIP), Calcitonin gene related peptide (CGRP), and Substance P (SP). The animals were divided into 5 groups: 3 designed to the chronic exposure (0 ppm, 10 ppm ou 50 ppm de F in the drinking water) and 2 to the acute exposure (0 ou 25 mgF/Kg - gastric gavage). Three intestinal segments were collected (duodenum, jejunum, and ileum) and processed for the immunofluorescence techniques to detect HuC/D, ChAT, nNOS, VIP, CGRP and SP, on the myenteric plexus. Images were obtained for the quantitative analysis of the general population of neurons (HuC/D immunoreactive) and the nitrergic neurons (nNOS immunoreactive), for the morphometric analysis of the general population and nitrergic neurons and also for the immunoreactive varicosities to ChAT, VIP, CGRP or SP. Samples of the 3 intestinal segments were prepared and stained with hematoxylin and eosin for histological analysis of the basic morphology. Duodenum, the intestinal segment considered the most affected in the morphological analysis of the general population of neurons, was selected for the proteomic analysis, with the objective to offer the entire protein profile and to determine differences in the protein expression due to chronic or acute F exposure. Plasma F concentration was analyzed to confirm the exposure. In the quantitative analysis, the 50 ppm F group presented a significant decrease in the density of the general population of neurons in the jejunum and ileum, and in the density of the nitrergic neurons in the duodenum and jejunum. Regarding the morphometric analysis, the general population of neurons and all the neuronal subpopulations evaluated presented significant morphological alterations, for both exposures, chronic and acute. In the proteomic analysis of the duodenum, it was verified that both exposures caused alterations in the expression of intestinal proteins. These proteins identified with differential expression were distributed according the association of their genes to a specific term, and by this term classified in different biological process. In the group that received the acute dose the biological process with the highest percentage of associated genes was the generation of precursor metabolites and energy (27% of proteins), and for the 10 and 50 ppm F groups, they were pyridine nucleotide metabolic process (41%) and protein polymerization (33%), respectively.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:22:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5474.pdf: 2975915 bytes, checksum: e9d30ed81c2e8431af179d83ebf62b96 (MD5) Previous issue date: 2013-05-10 / Universidade Federal de Sao Carlos / Lead acetate (Pb) is a nonessential and highly toxic heavy metal which is released to the environment by several routes, mainly by industrial and mining activities. Recent studies have suggested that lead caused a decrease in femur strength of adult rats. A wide range of chelating has been evaluated as possible protective agents against lead acetate toxicity. Dissodium ethylenediaminetetraacetate (Na2EDTA) is the chelating agent most widely used in the treatment of Pb poisoning. The chelating therapy with EDTA might induce Pb mobilization from inert deposition organs toward such critical tissues as the brain. But, it is questioned the safety of the use of this compound in the management of Pb poisoning. The lack of safety and efficacy demonstrated by conventional chelating has encouraged the search for new ways to remove heavy metals from the body. Recently, a supplementation of Chlorella vulgaris extract (CV) was shown to alleviate the heavy metals toxicity in rats. The aim of this study was to evaluate possible protective influence of Chlorella and Na2EDTA supplementation on bone physical and biomechanical properties of rats exposed to lead acetate. For this purpose, male Wistar rats were distributed into eight groups (n=8): Control (0.9% saline 0.1 ml/100g body weight- BW), EDTA (150 mg/Kg BW), CV 50 (50 mg/Kg BW), CV 250 (250 mg/Kg BW), Pb (250 mg/Kg BW), Pb (250 mg/Kg BW) plus EDTA (150 mg/Kg BW), Pb (250 mg/Kg BW) plus CV 50 (50 mg/Kg BW) and Pb (250 mg/Kg BW) plus CV 250 (250 mg/Kg BW). The treatment was done once a week, for 8 weeks by gastric gavage. Bone volume, bone mineral density (BMD) and biomechanical properties (maximum load, resilience and stiffness) of the femoral diaphysis and 5th lumbar vertebra were examined. The biomechanical properties of femurs were obtained by the three-points bending test and compression test for vertebrae, using a universal test machine Instron, model 4444. Bone MMP-2 activitie was measured by gelatin zymography. Concentrations of lead and zinc in whole blood and lead, zinc, calcium and magnesium in the left femur and 4th lumbar vertebra were determined by ICP-MS (Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry). Exposure to 250 mg/kg BW of Pb caused significant reduction of maximum load, stiffness and resilience indicating the ability of this element to damage the quality of bone tissue. In the 5th lumbar vertebrae, exposure to Pb caused significant reduction of bone mineral density. The treatment with Chlorella vulgaris (50 mg/kg BW and 250 mg/Kg BW) and EDTA (150 mg/Kg BW) during Pb exposure prevented the weakening of the bone strength. In the 5th lumbar vertebrae, the CV and EDTA prevented the reduction of bone mineral density due to Pb. The pro, intermediate and active MMP-2 activity in bone of animals exposed to lead showed a significant increase compared to control. The CV 50 administration in animals exposed to lead reduced the activity of MMP-2 isoforms in their pro, intermediate and active levels compared to control group. The exposure to Pb resulted in an increase of the blood concentration of this heavy metal and its accumulation in the liver, kidney, brain and bone concentration. The CV and EDTA reduced blood lead concentrations, leading to reduction of lead concentration in liver, kidney, brain and bone. These findings seem to indicate that treatment with Chlorella vulgaris and EDTA during exposure to Pb may be beneficial for the skeleton of subjects chronically exposed to Pb. / O chumbo, um metal não-essencial e altamente tóxico, é liberado no ambiente por diversas vias, principalmente através da atividade industrial e mineração. Estudos recentes sugerem que o acetato de chumbo causa redução da resistência óssea em ratos. Uma grande variedade de quelantes tem sido usada como possíveis agentes protetores contra a toxicidade provocada pelo acetato de chumbo. Etilenodiaminotetraacetato Cálcico Dissódico (EDTA) é o agente quelante mais usado no tratamento do envenenamento por chumbo. A terapia quelante com EDTA pode induzir redistribuição do chumbo endógeno e sua deposição em órgãos críticos, tal como o cérebro. Entretanto, é questionada a segurança do uso deste composto no tratamento do envenamento com chumbo. A falta de segurança e eficácia demonstrada pelos quelantes convencionais tem encorajado pesquisas por novas maneiras de remover metais tóxicos do organismo. Recentemente, uma suplementação com Extrato de Chlorella vulgaris (CV) mostrou aliviar a toxicidade de metais tóxicos em ratos. O objetivo deste estudo foi avaliar a possível influência protetora da suplementação com Chlorella e Na2EDTA sobre as propriedades físicas e biomecânicas ósseas de ratos expostos ao acetato de chumbo. Para este propósito, ratos Wistar foram distribuídos em oito grupos (=8): Controle (0,9% salina 0,1 ml/100g massa corporal - MC), EDTA (150 mg/Kg MC), CV 50 (50 mg/Kg MC), CV 250 (250 mg/Kg MC), Pb (250 mg/Kg MC), Pb (250 mg/Kg MC) mais EDTA (150 mg/Kg MC), Pb (250 mg/Kg MC) mais CV 50 (50 mg/Kg MC) e Pb (250 mg/Kg MC) mais CV 250 (250 mg/Kg MC). O tratamento foi realizado uma vez por semana, durante 8 semanas por gavagem gástrica. Volume ósseo, densidade mineral óssea (DMO) e densidade óssea (DO) e propriedades biomecânicas (força máxima, rigidez e resiliência) da diáfise femoral e das quintas vértebras lombares foram examinados. As propriedades biomecânicas dos fêmures foram obtidas pelo teste de flexão a três pontos e das vértebras pelo teste de compressão, usando uma máquina universal Instron 4444. A atividade de MMP-2 óssea foi mensurada por zimografia de gelatina. Foram também realizadas as análises das concentrações de Pb e Zn no sangue, fígado, rim, cérebro e ossos e das concentrações de Ca e Mg nos fêmures e vértebras determinadas por Espectometria de Emissão Atômica. A exposição ao Pb, na dose de 250 mg/Kg MC causou redução significativa da força máxima, rigidez e resiliência dos fêmures, indicando a habilidade deste elemento em prejudicar a qualidade do tecido ósseo. Nas vértebras, a exposição ao chumbo causou redução da densidade mineral óssea. O tratamento com Chlorella vulgaris (50 mg/kg MC e 250 mg/Kg MC) ou EDTA (150 mg/Kg MC) durante exposição ao chumbo, preveniu o enfraquecimento da resistência óssea dos fêmures. Na vértebra, o tratamento com Chlorella vulgaris (50 mg/kg MC e 250 mg/Kg MC) ou EDTA (150 mg/Kg MC) preveniu a redução da densidade mineral óssea. A atividade da MMP-2 pro, intermediária e ativa aumentaram nos ossos de animais expostos ao chumbo quando comparada ao controle. A administração de CV 50 aos animais expostos a este metal reduziu a atividade da MMP-2 nas suas isoformas pro, intermediária e ativa a níveis comparados ao controle. A exposição ao chumbo resulta em aumento da concentração de chumbo sanguínea e sua acumulação no fígado, rim, cérebro e ossos. O tratamento com CV ou EDTA reduziu as concentrações sanguíneas de chumbo, levando à redução da concentração de chumbo nos diversos órgãos estudados (fígado, rim, cérebro e ossos). Os resultados indicam que o tratamento com Chlorella vulgaris e EDTA durante a exposição ao chumbo pode ser benéfico ao osso de indivíduos expostos cronicamente ao acetato de chumbo.

O trato gastrointestinal (TGI) é a principal rota de exposição ao fluoreto (F) e o seu mais importante sítio de absorção. Acredita-se que a toxicidade do F comprometa a fisiologia do intestino, devido à relevante sintomatologia gastrointestinal relatada em consequência da exposição excessiva ao F. A função intestinal é controlada por uma complexa rede neuronal interligada e incorporada à parede deste órgão, denominada Sistema Nervoso Entérico (SNE). Embora os efeitos tóxicos do F sobre o Sistema Nervoso Central sejam descritos na literatura, não há estudos relacionados à sua toxicidade sobre o SNE. Neste estudo realizado em ratos, foi avaliado o efeito da exposição aguda ou crônica ao F, sobre a população geral de neurônios entéricos e sobre as subpopulações que expressam os principais neurotransmissores entéricos: Acetilcolina (ACh), Óxido Nítrico (NO), Peptídeo Vasoativo Intestinal (VIP), Peptídeo Relacionado ao Gene da Calcitonina (CGRP) e Substância P (SP). Os animais foram divididos em 5 grupos: 3 destinados à exposição crônica (0 ppm, 10 ppm ou 50 ppm de F na água de beber) e 2 à exposição aguda (0 ou 25 mgF/Kg por gavagem gástrica). Foram coletados os 3 segmentos do intestino delgado (duodeno, jejuno e íleo) e processados para a detecção da HuC/D, ChAT, nNOS, VIP, CGRP e SP, através de técnicas de imunofluorescência, no plexo mioentérico. Foram obtidas imagens para a realização da análise quantitativa dos neurônios da população geral (HuC/D) e nitrérgicos (imunorreativos à nNOS); e morfométrica dos neurônios imunorreativos à HuC/D ou nNOS; e das varicosidades imunorreativas à ChAT, VIP, CGRP ou SP. Amostras dos 3 segmentos intestinais foram preparadas e coradas em Hematoxilina e Eosina para análise histológica da morfologia básica. O segmento intestinal considerado mais afetado na análise morfométrica da população geral de neurônios, o duodeno, foi selecionado para a realização da análise proteômica, com o objetivo de oferecer o seu perfil proteico e determinar diferenças na expressão proteica em decorrência da exposição crônica ou aguda ao F. A análise da concentração de F no plasma sanguíneo foi realizada para a confirmação da exposição. Na análise quantitativa, o grupo de 50 ppm F, apresentou uma diminuição significativa na densidade da população geral de neurônios do jejuno e do íleo e na densidade dos neurônios imunorreativos à nNOS no duodeno e no jejuno. Quanto à análise morfométrica, a população geral e as subpopulações neuronais entéricas avaliadas apresentaram alterações morfológicas significativas, tanto após a exposição crônica quanto a aguda. Para a análise proteômica do duodeno, verificou-se que da associação de seus genes a um termo, e assim classificadas de acordo com diferentes processos biológicos. No caso do grupo da dose aguda, o processo biológico com a maior porcentagem de genes associados foi a geração de metabólitos precursores e energia (27% das proteínas); enquanto para os grupos de 10 e 50 ppm F foram o processo metabólico da piridina (41%) e a polimerização proteica (33%), respectivamente. / The gastrointestinal tract (GIT) is the main route of fluoride (F) exposure, and the most important site of its absorption. It is believed that F toxicity compromises the intestine physiology, due to the relevant gastrointestinal symptomatology reported in consequence to excessive exposure. The intestinal function is controlled by a complex neuronal net, which is interconnected and embedded in the wall of this organ, named Enteric Nervous System (ENS). Although the toxic effects of F on the Central Nervous system are described in the literature, there are no studies related to its toxicity on the ENS. Therefore, in this study performed in rats, the effects of chronic and acute F exposure were evaluated, on the general population of enteric neurons and on the subpopulations that express the main enteric neurotransmitters: Acetylcholine (Ach), Nitric Oxide (NO), Vasoactive Intestinal Peptide (VIP), Calcitonin gene related peptide (CGRP), and Substance P (SP). The animals were divided into 5 groups: 3 designed to the chronic exposure (0 ppm, 10 ppm ou 50 ppm de F in the drinking water) and 2 to the acute exposure (0 ou 25 mgF/Kg - gastric gavage). Three intestinal segments were collected (duodenum, jejunum, and ileum) and processed for the immunofluorescence techniques to detect HuC/D, ChAT, nNOS, VIP, CGRP and SP, on the myenteric plexus. Images were obtained for the quantitative analysis of the general population of neurons (HuC/D immunoreactive) and the nitrergic neurons (nNOS immunoreactive), for the morphometric analysis of the general population and nitrergic neurons and also for the immunoreactive varicosities to ChAT, VIP, CGRP or SP. Samples of the 3 intestinal segments were prepared and stained with hematoxylin and eosin for histological analysis of the basic morphology. Duodenum, the intestinal segment considered the most affected in the morphological analysis of the general population of neurons, was selected for the proteomic analysis, with the objective to offer the entire protein profile and to determine differences in the protein expression due to chronic or acute F exposure. Plasma F concentration was analyzed to confirm the exposure. In the quantitative analysis, the 50 ppm F group presented a significant decrease in the density of the general population of neurons in the jejunum and ileum, and in the density of the nitrergic neurons in the duodenum and jejunum. Regarding the morphometric analysis, the general population of neurons and all the neuronal subpopulations evaluated presented significant morphological alterations, for both exposures, chronic and acute. In the proteomic analysis of the duodenum, it was verified that both exposures caused alterations in the expression of intestinal proteins. These proteins identified with differential expression were distributed according the association of their genes to a specific term, and by this term classified in different biological process. In the group that received the acute dose the biological process with the highest percentage of associated genes was the generation of precursor metabolites and energy (27% of proteins), and for the 10 and 50 ppm F groups, they were pyridine nucleotide metabolic process (41%) and protein polymerization (33%), respectively.