During the past 30 years, numerous studies have focused on the toxicities of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH). Laboratory and field studies have helped elucidate the detrimental effects of these chemicals on growth, reproduction and immune response. Polycyclic aromatic hydrocarbons are in the priority list of chemicals to be studied by different governmental agencies and universities and understanding their mechanisms of action is the focus of the current research. The manuscripts presented in this dissertation are focused on the effects and mechanism of action of PAH on disease susceptibility. After a dietary exposure to PAH for up to 50 days (chapter II) and samplings after 3, 7, 14, 28 and 50 days, a number of biomarkers of PAH exposure were measured: Fluorescent aromatic compounds (FACs) in bile, ethoxyresorufin-o-deethylase (EROD) in liver microsomes, cytochrome P450 1A immunohistochemistry in liver and kidney and adduct formation in liver. Additionally markers of oxidative stress were measured: comet assay in blood, protein nitration in kidney and F2-isoprostanes in kidney. Oxidative stress was a probable factor in PAH induced responses in fish adapted to long-term PAH exposures and aryl hydrocarbon activation was not necessarily involved in this process. Disease challenge with Aeromonas salmonicida (chapter III) resulted in differences in mortalities that demonstrated that fish exposed to PAH were more susceptible to disease than fish not exposed to PAH. Determination of gene expression in head kidney of fish exposed and not exposed to PAH challenged with A. salmonicida using microarray and RT-PCR technologies 2, 4, 10 and 20 days after challenge (chapter IV), suggested that PAH exposure was associated with down regulation of interleukin 8, transport associated protein 1, NF-kB modulator, recombination activating gene and major histocompatibility complex II two days after challenge in fish exposed to PAH. The transcript levels were closer to control levels 20 days after challenge, this indicated a recovery from the effect of PAH exposure. / Graduation date: 2006

A indústria do petróleo possui extensa variedade de riscos ocupacionais em virtude da diversidade de atividades necessárias, seja na extração em águas profundas ou em outros locais isolados como em florestas e desertos, seja no processo de refino cada vez mais assemelhado à petroquímica. Para tanto, os trabalhadores desta indústria possui praticamente todos os riscos ocupacionais, ou seja, físico, químico, biológico. A base energética da sociedade atual é o petróleo não havendo fonte de energia alternativa economicamente viável para a sustentação da economia e indústria nos dias atuais, portanto, mecanismos eficazes de gerenciamento do risco devem ser perseguidos continuamente. Com avanço da higiene ocupacional, legislações modernas e restritivas aos riscos, a exposição ocupacional deste setor tem diminuído de forma bastante representativa nos últimos anos, e valores de limites de tolerância de várias substâncias cada vez menores tem obrigado à equipe de saúde ocupacional a desenvolverem estudos mais aprimorados. Conceitos de biomarcadores de exposição há muito é utilizado, porém falta definição de parâmetros para avaliação do Sistema Nervoso. Vários estudos indicam que exposições a baixas concentrações podem acarretar em dano à saúde, especialmente aos indivíduos que possuem uma susceptibilidade aumentada. Outro fator que merece atenção é a exposição a baixas concentrações de múltiplos agentes concomitantemente, que pode acarretar em efeito sinérgico para agressão aos mais variados órgãos e sistemas e para isso são necessários os biomarcadores de efeitos. Este trabalho visa discutir o papel dos biomarcadores de efeito precoce de neurotoxicidade de modo a preservar a saúde e qualidade de vida dos trabalhadores envolvidos no processo de produção. / The Oil industry has activities in forests, seas, deserts, cities, trough the extraction and transportation of crude oil and posterior transformation into products for consumers. This transformation occurs trough refinement Then people who work in oil companies are submitted to all of the occupational\'s risks, that is, physic , chemic and biological. In our society there is no economically practicable alternative source of energy yet, to support economy and industry, therefore efficient mechanisms of risk\'s management should be always pursuited. The improvement of legislation and occupational\'s hygiene have been reducing contact with chemist\'s products in last years and lesser Threshold Limit Values has been encouraging the occupational\'s health staff to develop better controls. Biomarker\'s conceptions are being used for a long time, but there is a lack of standards\' definition to evaluate the nervous system. Many papers indicate that exposures to low concentrations can cause health injury specially in individuals that have an increased susceptibility. Another fact that deserves attention is the exposure to low concentrations of multiple chemists\' substances concomitantly, which can cause an enlargement of the aggression of many organs and systems. The goal of this study is to discuss the role of the biomarkers of neurotoxicities, to preserve health and quality of life of the individuals who work at the production\'s process.

A indústria do petróleo possui extensa variedade de riscos ocupacionais em virtude da diversidade de atividades necessárias, seja na extração em águas profundas ou em outros locais isolados como em florestas e desertos, seja no processo de refino cada vez mais assemelhado à petroquímica. Para tanto, os trabalhadores desta indústria possui praticamente todos os riscos ocupacionais, ou seja, físico, químico, biológico. A base energética da sociedade atual é o petróleo não havendo fonte de energia alternativa economicamente viável para a sustentação da economia e indústria nos dias atuais, portanto, mecanismos eficazes de gerenciamento do risco devem ser perseguidos continuamente. Com avanço da higiene ocupacional, legislações modernas e restritivas aos riscos, a exposição ocupacional deste setor tem diminuído de forma bastante representativa nos últimos anos, e valores de limites de tolerância de várias substâncias cada vez menores tem obrigado à equipe de saúde ocupacional a desenvolverem estudos mais aprimorados. Conceitos de biomarcadores de exposição há muito é utilizado, porém falta definição de parâmetros para avaliação do Sistema Nervoso. Vários estudos indicam que exposições a baixas concentrações podem acarretar em dano à saúde, especialmente aos indivíduos que possuem uma susceptibilidade aumentada. Outro fator que merece atenção é a exposição a baixas concentrações de múltiplos agentes concomitantemente, que pode acarretar em efeito sinérgico para agressão aos mais variados órgãos e sistemas e para isso são necessários os biomarcadores de efeitos. Este trabalho visa discutir o papel dos biomarcadores de efeito precoce de neurotoxicidade de modo a preservar a saúde e qualidade de vida dos trabalhadores envolvidos no processo de produção. / The Oil industry has activities in forests, seas, deserts, cities, trough the extraction and transportation of crude oil and posterior transformation into products for consumers. This transformation occurs trough refinement Then people who work in oil companies are submitted to all of the occupational\'s risks, that is, physic , chemic and biological. In our society there is no economically practicable alternative source of energy yet, to support economy and industry, therefore efficient mechanisms of risk\'s management should be always pursuited. The improvement of legislation and occupational\'s hygiene have been reducing contact with chemist\'s products in last years and lesser Threshold Limit Values has been encouraging the occupational\'s health staff to develop better controls. Biomarker\'s conceptions are being used for a long time, but there is a lack of standards\' definition to evaluate the nervous system. Many papers indicate that exposures to low concentrations can cause health injury specially in individuals that have an increased susceptibility. Another fact that deserves attention is the exposure to low concentrations of multiple chemists\' substances concomitantly, which can cause an enlargement of the aggression of many organs and systems. The goal of this study is to discuss the role of the biomarkers of neurotoxicities, to preserve health and quality of life of the individuals who work at the production\'s process.

O estuário de Santos abriga o maior porto da América Latina e um dos maiores complexos industriais do Brasil. Na década de 1970 foi considerado um dos maiores exemplos de degradação ambiental em ambientes costeiros, e apesar da melhora na qualidade ambiental observada nos últimos anos algumas áreas deste estuário apresentam sedimentos ainda altamente contaminados com compostos tóxicos e genotóxicos, especialmente os Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos (HPA). Operações de dragagem para manutenção das atividades portuárias são necessárias e consequentemente durante este processo pode ocorrer a ressuspensão de contaminantes presentes nesses sedimentos, tornando-os disponíveis novamente na coluna d\'água. Desta forma é interessante ter uma estratégia eficiente e aplicável no monitoramento da qualidade dessas águas. O Blue rayon (BR) é um adsorvente seletivo para compostos policíclicos com três ou mais anéis fundidos em sua molécula e tem sido utilizado com sucesso no monitoramento de HPA e atividade mutagênica em ambientes aquáticos. Este trabalho teve como objetivo padronizar o uso da técnica de Blue rayon in situ ancorado, onde as fibras são fixas a uma distância padronizada dos sedimentos, associada ao teste de Salmonella/microssoma em microssuspensão a ser aplicada no monitoramento das águas desse estuário. Foram selecionados três pontos de amostragem com diferentes características e sedimentos com variados níveis de contaminação. As duas campanhas iniciais foram realizadas com o objetivo de avaliar a eficiência do BR e de escolher a linhagem de Salmonella mais sensível aos compostos mutagênicos possivelmente presentes nos extratos obtidos bem como verificar a presença de HPA. As cinco campanhas posteriores foram realizadas para verificar o comportamento e a eficiência da estratégia previamente definida no monitoramento das águas desse estuário utilizando experimentos de dose resposta. Os resultados obtidos nas duas primeiras campanhas mostraram que as águas do ponto 1, que contém os sedimentos mais contaminados e recebe os efluentes da COSIPA, apresentam maior contaminação por HPA e atividade genotóxica mais elevada que o ponto 2. Também foi possível determinar que a linhagem de Salmonella YG1041 foi a mais sensível para detectar atividade mutagênica tanto no ponto 1 quanto no ponto 2. Nas cinco campanhas subsequentes as maiores potências mutagênicas foram também observadas no ponto 1 com valores máximos de 5.100 e 36.000 revertentes/g de BR para a linhagem YG1041 na ausência e na presença de ativação metabólica (S9) respectivamente. Nos pontos 2 e 3 as potências observadas foram similares entre si, com valores em torno de 1.000 revertentes/g de BR. Com base nos resultados obtidos nas duas etapas deste trabalho pode-se concluir que a o Blue rayon utilizado in situ a uma distância padronizada dos sedimento associado ao teste de Salmonella/microssoma em microssuspensão com a linhagem YG1041 na presença e na ausência de ativação metabólica (S9) é uma ferramenta que pode ser aplicada no monitoramento da qualidade do estuário de Santos. / Santos estuary is the major Latin American harbor and one of the largest industrial complex of Brazil. In the 1970s, it was considered one of the major examples of coastal degradation. Due to enforcement actions the quality of the environment has improved in the last years in relation to the chemical parameters and toxicity but unfortunately the sediment is still contaminated with toxic and genotoxic compounds especially Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs). For the maintenance of the port activities sediment dredging is needed and during this process contaminants resuspension can occur, leading to the contamination of the water column. Therefore it is interesting to have an efficient strategy that can be used for the water quality monitoring of this area. The Blue rayon is a selective adsorbent to polycyclic compounds containing three or more fused rings and has been successfully used in the monitoring of PAHs and mutagenic activity in aquatic environments. The objective of this work was to evaluate a modified blue rayon hanging technique, denominated in this work \"Blue rayon anchored technique\", where the fibers are placed at a fixed distance from the sediment, associated with the Salmonella/microsome microsuspension assay in order to monitor the water quality of Santos estuary. Three sites with different sources and sediment contamination levels were selected in this study. Two initial samplings were performed in order to evaluate the efficiency of the BR modified technique and find the most sensitive strain of Salmonella typhimurium to the mutagens possibly present in the those waters as well as verify the presence of PAHs. Five subsequent samplings were performed to verify the performance and efficiency of the defined strategy in the estuary water quality monitoring using dose response experiments. In the two initial samplings, the water from the site containing the most contaminated sediment and under influence of COSIPA (site 1) presented higher mutagenic activity and higher levels of PAHs. It was also possible to verify the highest sensitivity of the YG1041 strain in the detection of the mutagenic activity in both sites analyzed. In the subsequent five samplings, higher mutagenic potencies were again observed for site 1, reaching 5,100 and 36,000 revertants per gram of BR for the YG1 041 strain in the absence and presence of S9 respectively. Sites 2 and: presented similar potencies, around 1000 revertants per gram of BR. Based on the obtained results we can conclude that the Blue rayon anchored technique associated with the Salmonella/microsome microsuspension assay with the YG1041 strain in the presence and absence of S9 is an suitable tool to monito Santos estuarine waters.

Os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) são uma classe de substâncias químicas que podem ser geradas na combustão de matéria orgânica, e 17 destas substâncias são consideradas como poluentes prioritários pela Agência de Proteção Ambiental dos EUA (US EPA), em função de seu potencial tóxico e carcinogênico. Para identificar e quantificar os HPAs no ambiente de trabalho por cromatografia gasosa / espectrometria de massas, foram realizadas coletas de amostras ambientais em um incinerador de resíduos de serviços de saúde localizado na região da grande São Paulo e em três fundições de metais nas cidades de Loanda e Santa Isabel do Ivaí, no Estado do Paraná. A concentração de HPAs totais nas amostras ambientais coletadas no Incinerador foi de 0,36 - 1,72 µg/m3; na Fundição 1 de 0,72 - 4,56 µg/m3; na Fundição 2 de 2,32 - 6,52 µg/m3; na Fundição 3 de 0,19 - 3,72 µg/m3. Foi realizada também a coleta de amostras biológicas de trabalhadores expostos e não expostos, para a identificação e quantificação do indicador biológico de exposição o 1-hidroxipireno por cromatografia líquida com detector de fluorescência. A concentração de 1-hidroxipireno nas amostrados biológicas dos trabalhadores no Incinerador apresentou diferença estatisticamente siginificante entre o grupo exposto e o grupo controle; na Fundição 1 houve diferença estatisticamente pouco significante entre os grupos estudados; nas Fundições 2 e 3 não houve diferença estatisticamente significante entre os grupos estudados. / The Polycyclic Aromatics Hydrocarbons (PAH) are a class of chemicals that can to be generated by organic matter burning, and 17 of that chemicals are considered priority pollutant by Environmental Protection Agency (US EPA), because their toxicity and carcinogenicity potentials. To identify and to quantitify the PAH at workplace atmosphere by gas chromatography/mass spectrometry (GC/MS), it was conducted a environmental sampling in a waste incinerator, settled in the metropolitan São Paulo Region, and at three metals foundry settled in the Loanda City and Santa Isabel do Ivaí City, at Paraná State. The concentration of total PAH in the environmental samples collected in a waste incinerator was 0,36 - 1,72 µg/m3; at metals foundry 1 was 0,72 - 4,56 µg/m3; at metals foundry 2 was 2,32 - 6,52 µg/m3; at metals foundry 3 was 0,19 - 3,72 µg/m3. The biological samples of the workers was collected to identify and to quantitify the biological indicator urinary 1-hydroxypyrene (1-OH-Pyr) by high performance liquid chromatography/fluorescence detector (HPLC-Flu). The 1-OH-Pyr concentration in the biological samples of the exposed and control group in a waste incinerator presented a statistical significant difference; in the metals foundry 1 was observed a slight statistical significant difference; and in the metals foundry 2 and metals foundry 3 was not observed statistical significant difference.

Os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) são uma classe de substâncias químicas que podem ser geradas na combustão de matéria orgânica, e 17 destas substâncias são consideradas como poluentes prioritários pela Agência de Proteção Ambiental dos EUA (US EPA), em função de seu potencial tóxico e carcinogênico. Para identificar e quantificar os HPAs no ambiente de trabalho por cromatografia gasosa / espectrometria de massas, foram realizadas coletas de amostras ambientais em um incinerador de resíduos de serviços de saúde localizado na região da grande São Paulo e em três fundições de metais nas cidades de Loanda e Santa Isabel do Ivaí, no Estado do Paraná. A concentração de HPAs totais nas amostras ambientais coletadas no Incinerador foi de 0,36 - 1,72 µg/m3; na Fundição 1 de 0,72 - 4,56 µg/m3; na Fundição 2 de 2,32 - 6,52 µg/m3; na Fundição 3 de 0,19 - 3,72 µg/m3. Foi realizada também a coleta de amostras biológicas de trabalhadores expostos e não expostos, para a identificação e quantificação do indicador biológico de exposição o 1-hidroxipireno por cromatografia líquida com detector de fluorescência. A concentração de 1-hidroxipireno nas amostrados biológicas dos trabalhadores no Incinerador apresentou diferença estatisticamente siginificante entre o grupo exposto e o grupo controle; na Fundição 1 houve diferença estatisticamente pouco significante entre os grupos estudados; nas Fundições 2 e 3 não houve diferença estatisticamente significante entre os grupos estudados. / The Polycyclic Aromatics Hydrocarbons (PAH) are a class of chemicals that can to be generated by organic matter burning, and 17 of that chemicals are considered priority pollutant by Environmental Protection Agency (US EPA), because their toxicity and carcinogenicity potentials. To identify and to quantitify the PAH at workplace atmosphere by gas chromatography/mass spectrometry (GC/MS), it was conducted a environmental sampling in a waste incinerator, settled in the metropolitan São Paulo Region, and at three metals foundry settled in the Loanda City and Santa Isabel do Ivaí City, at Paraná State. The concentration of total PAH in the environmental samples collected in a waste incinerator was 0,36 - 1,72 µg/m3; at metals foundry 1 was 0,72 - 4,56 µg/m3; at metals foundry 2 was 2,32 - 6,52 µg/m3; at metals foundry 3 was 0,19 - 3,72 µg/m3. The biological samples of the workers was collected to identify and to quantitify the biological indicator urinary 1-hydroxypyrene (1-OH-Pyr) by high performance liquid chromatography/fluorescence detector (HPLC-Flu). The 1-OH-Pyr concentration in the biological samples of the exposed and control group in a waste incinerator presented a statistical significant difference; in the metals foundry 1 was observed a slight statistical significant difference; and in the metals foundry 2 and metals foundry 3 was not observed statistical significant difference.

O estuário de Santos abriga o maior porto da América Latina e um dos maiores complexos industriais do Brasil. Na década de 1970 foi considerado um dos maiores exemplos de degradação ambiental em ambientes costeiros, e apesar da melhora na qualidade ambiental observada nos últimos anos algumas áreas deste estuário apresentam sedimentos ainda altamente contaminados com compostos tóxicos e genotóxicos, especialmente os Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos (HPA). Operações de dragagem para manutenção das atividades portuárias são necessárias e consequentemente durante este processo pode ocorrer a ressuspensão de contaminantes presentes nesses sedimentos, tornando-os disponíveis novamente na coluna d\'água. Desta forma é interessante ter uma estratégia eficiente e aplicável no monitoramento da qualidade dessas águas. O Blue rayon (BR) é um adsorvente seletivo para compostos policíclicos com três ou mais anéis fundidos em sua molécula e tem sido utilizado com sucesso no monitoramento de HPA e atividade mutagênica em ambientes aquáticos. Este trabalho teve como objetivo padronizar o uso da técnica de Blue rayon in situ ancorado, onde as fibras são fixas a uma distância padronizada dos sedimentos, associada ao teste de Salmonella/microssoma em microssuspensão a ser aplicada no monitoramento das águas desse estuário. Foram selecionados três pontos de amostragem com diferentes características e sedimentos com variados níveis de contaminação. As duas campanhas iniciais foram realizadas com o objetivo de avaliar a eficiência do BR e de escolher a linhagem de Salmonella mais sensível aos compostos mutagênicos possivelmente presentes nos extratos obtidos bem como verificar a presença de HPA. As cinco campanhas posteriores foram realizadas para verificar o comportamento e a eficiência da estratégia previamente definida no monitoramento das águas desse estuário utilizando experimentos de dose resposta. Os resultados obtidos nas duas primeiras campanhas mostraram que as águas do ponto 1, que contém os sedimentos mais contaminados e recebe os efluentes da COSIPA, apresentam maior contaminação por HPA e atividade genotóxica mais elevada que o ponto 2. Também foi possível determinar que a linhagem de Salmonella YG1041 foi a mais sensível para detectar atividade mutagênica tanto no ponto 1 quanto no ponto 2. Nas cinco campanhas subsequentes as maiores potências mutagênicas foram também observadas no ponto 1 com valores máximos de 5.100 e 36.000 revertentes/g de BR para a linhagem YG1041 na ausência e na presença de ativação metabólica (S9) respectivamente. Nos pontos 2 e 3 as potências observadas foram similares entre si, com valores em torno de 1.000 revertentes/g de BR. Com base nos resultados obtidos nas duas etapas deste trabalho pode-se concluir que a o Blue rayon utilizado in situ a uma distância padronizada dos sedimento associado ao teste de Salmonella/microssoma em microssuspensão com a linhagem YG1041 na presença e na ausência de ativação metabólica (S9) é uma ferramenta que pode ser aplicada no monitoramento da qualidade do estuário de Santos. / Santos estuary is the major Latin American harbor and one of the largest industrial complex of Brazil. In the 1970s, it was considered one of the major examples of coastal degradation. Due to enforcement actions the quality of the environment has improved in the last years in relation to the chemical parameters and toxicity but unfortunately the sediment is still contaminated with toxic and genotoxic compounds especially Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs). For the maintenance of the port activities sediment dredging is needed and during this process contaminants resuspension can occur, leading to the contamination of the water column. Therefore it is interesting to have an efficient strategy that can be used for the water quality monitoring of this area. The Blue rayon is a selective adsorbent to polycyclic compounds containing three or more fused rings and has been successfully used in the monitoring of PAHs and mutagenic activity in aquatic environments. The objective of this work was to evaluate a modified blue rayon hanging technique, denominated in this work \"Blue rayon anchored technique\", where the fibers are placed at a fixed distance from the sediment, associated with the Salmonella/microsome microsuspension assay in order to monitor the water quality of Santos estuary. Three sites with different sources and sediment contamination levels were selected in this study. Two initial samplings were performed in order to evaluate the efficiency of the BR modified technique and find the most sensitive strain of Salmonella typhimurium to the mutagens possibly present in the those waters as well as verify the presence of PAHs. Five subsequent samplings were performed to verify the performance and efficiency of the defined strategy in the estuary water quality monitoring using dose response experiments. In the two initial samplings, the water from the site containing the most contaminated sediment and under influence of COSIPA (site 1) presented higher mutagenic activity and higher levels of PAHs. It was also possible to verify the highest sensitivity of the YG1041 strain in the detection of the mutagenic activity in both sites analyzed. In the subsequent five samplings, higher mutagenic potencies were again observed for site 1, reaching 5,100 and 36,000 revertants per gram of BR for the YG1 041 strain in the absence and presence of S9 respectively. Sites 2 and: presented similar potencies, around 1000 revertants per gram of BR. Based on the obtained results we can conclude that the Blue rayon anchored technique associated with the Salmonella/microsome microsuspension assay with the YG1041 strain in the presence and absence of S9 is an suitable tool to monito Santos estuarine waters.