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 (β) 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 (β) 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.

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 (β) 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 (β) 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.

A tartaruga verde (Chelonia mydas) é uma tartaruga marinha que se alimenta e nidifica em locais da costa brasileira, ilhas e atóis. Esta espécie tem sido acometida pela fibropapilomatose (FP), doença considerada como uma das mais importantes ameaças à sua sobrevivência e caracterizada por tumores cutâneos benignos. A etiologia é multifatorial e complexa, possivelmente havendo relação entre Chelonid Fibropapilloma-associated Herpesvirus, fatores ambientais e genéticos. Foram estudadas 133 tartarugas verdes com e sem tumores provenientes de cinco áreas brasileiras: Florianópolis/SC, Ubatuba/SP, Vitória/ES, Almofala/CE e Fernando de Noronha/PE. Foram obtidos dados de biometria (comprimento curvilíneo da carapaça-CCC, massa corporal-MC e índice de condição corporal-ICC), tamanho (classificado por categorias A, B, C e D), quantidade e localização anatômica dos tumores, além da colheita de amostra sanguínea. Os objetivos foram (1) avaliar a atividade dos leucócitos por citometria de fluxo (fagocitose e burst oxidativo); (2) investigar a presença de sete congêneres de bifenilas policloradas (PCBs) e (3) estabelecer correlações entre PCBs e a atividade dos leucócitos. Houve diferenças no CCC entre tartarugas sem tumores de acordo com a área de estudo, na MC e no ICC entre animais acometidos ou não capturados em Ubatuba. Foram quantificados e classificados 1033 tumores de 50 tartarugas verdes, sendo que a quantidade por tartaruga variou de 1 a 61 e a maior parte foi classificada nas categorias de tamanho A (446 tumores) e B (520 tumores) e na região anterior (669 tumores). Foi observada diferença significativa nas concentrações do congênere PCB 138 entre tartarugas com e sem FP capturadas em Vitória. Animais acometidos tiveram maiores concentrações de todas as PCBs quantificadas, exceto as tartarugas verdes capturadas em Vitória no caso dos congêneres PCBs 118, 138, 153 e 180. PCB 138 foi quantificado em maior concentração nas amostras e PCB 180 em níveis menores. Não foram observadas correlações significativas entre concentrações de PCBs e atividade celular. A FP tem sido amplamente pesquisada e os estudos que visam estabelecer correlações entre poluentes químicos e saúde animal são extremamente importantes, pois podem contribuir para novas direções nos planos de ação para conservação. / The green sea turtle (Chelonia mydas) feeds and nests in Brazilian coast, islands and atolls. This species has been affected by fibropapillomatosis (FP), disease considered one of the most important threats to its survival and characterized by benign skin tumors. The etiology is multifactorial and complex, possibly having relation between Chelonid Fibropapilloma-associated Herpesvirus, environmental and genetic factors. Were studied 133 green sea turtles with and without FP from five Brazilian areas: Florianópolis/SC, Ubatuba/SP, Vitória/ES, Almofala/CE and Fernando de Noronha/PE. Were taken biometric data (curved carapace length-CCL, body mass-BM and body condition index-BCI), as well as size (classified by categories A, B, C and D), numbers and anatomical distribution of tumors, besides blood sample collection. The aims were (1) to assess leukocytes activity by flow cytometry (phagocytosis and oxidative burst); (2) to investigate the presence of seven congeners of polychlorinated biphenyls (PCBs) and (3) to establish correlations between PCBs and leukocytes activity. There were differences in CCL between turtles without FP according to the study area, in BM and BCI between affected and non-affected animals caught in Ubatuba. Were quantified and classified 1033 tumors of 50 green sea turtles, the number of tumors ranged from 1 to 61 and the most part of them was classified in categories of size A (446 tumors) and B (520 tumors) and in anterior region (669 tumors). Was observed difference in PCB 138 concentrations between green sea turtle with and without FP caught in Vitória. Affected animals had higher concentrations of all PCBs quantified, except green sea turtles caught in Vitória in the event of PCBs 118, 138, 153 and 180. Were quantified highest concentrations of PCB 138 and lowest of PCB 180. There were not significant correlations between PCBs concentration and leukocyte activity. The FP has been widely investigate and the studies that aimed to establish correlations between pollutants and animal health are very important, because can contribute for new directions in sea turtle conservation issues.

A tartaruga verde (Chelonia mydas) é uma tartaruga marinha que se alimenta e nidifica em locais da costa brasileira, ilhas e atóis. Esta espécie tem sido acometida pela fibropapilomatose (FP), doença considerada como uma das mais importantes ameaças à sua sobrevivência e caracterizada por tumores cutâneos benignos. A etiologia é multifatorial e complexa, possivelmente havendo relação entre Chelonid Fibropapilloma-associated Herpesvirus, fatores ambientais e genéticos. Foram estudadas 133 tartarugas verdes com e sem tumores provenientes de cinco áreas brasileiras: Florianópolis/SC, Ubatuba/SP, Vitória/ES, Almofala/CE e Fernando de Noronha/PE. Foram obtidos dados de biometria (comprimento curvilíneo da carapaça-CCC, massa corporal-MC e índice de condição corporal-ICC), tamanho (classificado por categorias A, B, C e D), quantidade e localização anatômica dos tumores, além da colheita de amostra sanguínea. Os objetivos foram (1) avaliar a atividade dos leucócitos por citometria de fluxo (fagocitose e burst oxidativo); (2) investigar a presença de sete congêneres de bifenilas policloradas (PCBs) e (3) estabelecer correlações entre PCBs e a atividade dos leucócitos. Houve diferenças no CCC entre tartarugas sem tumores de acordo com a área de estudo, na MC e no ICC entre animais acometidos ou não capturados em Ubatuba. Foram quantificados e classificados 1033 tumores de 50 tartarugas verdes, sendo que a quantidade por tartaruga variou de 1 a 61 e a maior parte foi classificada nas categorias de tamanho A (446 tumores) e B (520 tumores) e na região anterior (669 tumores). Foi observada diferença significativa nas concentrações do congênere PCB 138 entre tartarugas com e sem FP capturadas em Vitória. Animais acometidos tiveram maiores concentrações de todas as PCBs quantificadas, exceto as tartarugas verdes capturadas em Vitória no caso dos congêneres PCBs 118, 138, 153 e 180. PCB 138 foi quantificado em maior concentração nas amostras e PCB 180 em níveis menores. Não foram observadas correlações significativas entre concentrações de PCBs e atividade celular. A FP tem sido amplamente pesquisada e os estudos que visam estabelecer correlações entre poluentes químicos e saúde animal são extremamente importantes, pois podem contribuir para novas direções nos planos de ação para conservação. / The green sea turtle (Chelonia mydas) feeds and nests in Brazilian coast, islands and atolls. This species has been affected by fibropapillomatosis (FP), disease considered one of the most important threats to its survival and characterized by benign skin tumors. The etiology is multifactorial and complex, possibly having relation between Chelonid Fibropapilloma-associated Herpesvirus, environmental and genetic factors. Were studied 133 green sea turtles with and without FP from five Brazilian areas: Florianópolis/SC, Ubatuba/SP, Vitória/ES, Almofala/CE and Fernando de Noronha/PE. Were taken biometric data (curved carapace length-CCL, body mass-BM and body condition index-BCI), as well as size (classified by categories A, B, C and D), numbers and anatomical distribution of tumors, besides blood sample collection. The aims were (1) to assess leukocytes activity by flow cytometry (phagocytosis and oxidative burst); (2) to investigate the presence of seven congeners of polychlorinated biphenyls (PCBs) and (3) to establish correlations between PCBs and leukocytes activity. There were differences in CCL between turtles without FP according to the study area, in BM and BCI between affected and non-affected animals caught in Ubatuba. Were quantified and classified 1033 tumors of 50 green sea turtles, the number of tumors ranged from 1 to 61 and the most part of them was classified in categories of size A (446 tumors) and B (520 tumors) and in anterior region (669 tumors). Was observed difference in PCB 138 concentrations between green sea turtle with and without FP caught in Vitória. Affected animals had higher concentrations of all PCBs quantified, except green sea turtles caught in Vitória in the event of PCBs 118, 138, 153 and 180. Were quantified highest concentrations of PCB 138 and lowest of PCB 180. There were not significant correlations between PCBs concentration and leukocyte activity. The FP has been widely investigate and the studies that aimed to establish correlations between pollutants and animal health are very important, because can contribute for new directions in sea turtle conservation issues.

Orientadores: Helena Teixeira Godoy, Fabio Augusto / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-12T13:02:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kowalski_ClaudiaHoffmann_D.pdf: 1521730 bytes, checksum: 5077a83f5292bcd2dd1b651ce2fc229c (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Um estudo sobre a contaminação do leite materno com bifenilas policloradas (PCB) foi desenvolvido objetivando um conhecimento mais amplo dessa problemática no nosso país. Para isso, amostras de leite foram coletadas em nove estados brasileiros e questionários contendo perguntas sobre hábitos alimentares, condições sócio-econômicas, locais de habitação entre outras foram aplicados às mães doadoras. A determinação dos PCB foi feita por Microextração em Fase Sólida no modo headspace (HS-SPME) combinada com Cromatografia Gasosa e Detector de Captura de Elétrons (GC-ECD). As etapas da SPME foram otimizadas univariadamente e através de planejamento experimental Doehlert. A análise de variância mostrou que a temperatura de extração e a força iônica do meio (estudada através da adição de NaCl) foram as variáveis que mais influenciaram nas quantidades de PCB extraídas. Em seguida, refinaram-se as condições experimentais através de uma abordagem neuro-genética (rede neural Bayesiana aliada a algoritmos genéticos) que identificou como o ponto experimental ótimo a seguinte condição: concentração de NaCl de 0,36 g mL-1, temperatura de extração de 95,0 °C, tempo de extração de 60 minutos e adição de 210 µL de metanol. Após a otimização, o método foi validado através do estudo das figuras de mérito e apresentou-se linear na faixa estudada (1 a 16 µg L-1) com r > 0,9884, além de boa precisão (RSD < 12 %, n = 5), recuperação aceitável (71 a 127 %) e limites de quantificação entre 0,45 µg L-1 e 2,42 µg L-1. A fim de estabelecer correlações entre os resultados das amostras (expressos na forma de áreas cromatográficas) e os resultados obtidos nos questionários, fez-se uso da rede neural de Kohonen. Assim, foi possível verificar que nas cidades metropolitanas o acúmulo de PCB no leite é mais expressivo que em outras regiões. Por exemplo, em São Paulo 58 % das amostras estavam contaminadas com algum PCB, principalmente os congêneres 180 e 153. Outro resultado gerado pela rede foi que, em geral, as amostras de leite maduro (maior porcentagem de gordura) estavam mais contaminadas com PCB. O número de gestações também foi um fator importante a ser considerado, pois o estudo mostrou que o primeiro filho normalmente recebe uma dose maior de PCB do que os demais. Ainda, maior contaminação foi encontrada no leite de mães que moram nas proximidades de indústrias e/ou rios poluídos, corroborando com o fato de que esses compostos chegam facilmente ao meio ambiente e em seguida aos seres humanos / Abstract: A study about the contamination of the breast milk with polychlorinated biphenyls (PCB) was developed aiming a wider knowledge of this problematic in our country. For that, breast milk samples were collected in nine Brazilian states and questionnaires with questions regarding to food habits, social and economic conditions, places of dwelling between others were applied to the donors. The determination of the PCB was done by headspace Solid-Phase Microextraction (HS-SPME) combined with Gas Chromatography and Electron Capture Detector (GC-ECD). The SPME steps were optimized through univariated procedures and Doehlert experimental design. The analysis of variance showed that the temperature of extraction and the ionic strength of the media (studied by the addition of NaCl) were the most significant variables in the quantities of extracted PCB. After that, the experimental conditions were refined considering a neurogenetic approach (Bayesian neural network and genetic algorithms) and it was identified as the optimum experimental point the following condition: concentration of NaCl of 0.36 g mL-1, temperature of extraction of 95.0 °C, time of extraction of 60 minutes and addition of 210 µL of methanol. After the optimization, the method was validated through the study of the figures of merit. It showed linear in the studied range (1 to 16 µg L-1) with r > 0.9884, besides good precision (RSD < 12 %, n = 5), acceptable recuperation (71 to 127 %) and limits of quantization between 0.45 µg L-1 and 2.42 µg L-1. In order to establish correlations between the results of the samples (expressed as chromatographic areas) and the results obtained in the questionnaires, Kohonen neural network had been used. Thus, it was possible to check that in the metropolitan cities the accumulation of PCB in the milk is more expressive than in other regions. For example, in Sao Paulo state, 58 % of the samples were contaminated by some PCB, mainly the congener 180 and 153. Another result produced by the net was that the samples of hindmilk (higher fat percentage) were the most contaminated. The number of gestations also was an important factor to be considered, since the study showed that the first son normally receives a higher dosage of PCB compared to the others. Also higher levels of contamination was found in the milk of mothers who lived in the proximities of industries and/or polluted rivers, corroborating with the fact that these compounds are easily spread in the environment and consequently in the human beings / Doutorado / Doutor em Ciência de Alimentos