Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Methylmercury (MeHg) is a highly toxic environmental contaminant that can be accumulated on several tissues, inducing cellular dysfunction on various organs, especially in the central nervous system (CNS). The mechanisms involved in the uptake, accumulation and toxicity of mercury (Hg) remain unclear. However, it has been suggested that the neurotoxicity mediated by MeHg induces changes in both glutamatergic system and calcium homeostasis. Indeed, the literature reports that calcium per se is able in inducing cellular damage. Thus, mercury and calcium can exert distinct or linked toxic effect that lead to mitochondrial and cellular dysfunction. The purpose of this study was to analyze the mechanisms of uptake and accumulation of mercury on liver slices exposed to MeHg or MeHg-Cysteine complex, as well as to compare the mitochondrial and cellular toxicity caused by both forms of MeHg. Moreover, this work examined the role of glutamatergic system on the toxicity mediated by MeHg in slices of cerebral cortex from rats and the effects of calcium exposure in mitochondria sustained with different energetic substrates. Our results showed that the mercury uptake was higher in the slices exposed to the MeHg-Cys complex that MeHg exposed slices. Indeed, the pretreatment with methionine (Met) (for 15 min.) reduced Hg uptake in liver slices. Likewise, mitochondria isolated of liver slices showed similar effect on Hg uptake. Parameters as free radical generation; oxygen consumption and mitochondrial function/Cell viability were more affected by MeHg-Cys complex than MeHg alone. Met pre-treatment was effective in preventing the MeHg or MeHg-Cys-induced toxicity in both liver slices and mitochondria. In cortical brain slices, the neurotoxicity induced by MeHg was verified only at higher concentration tested and after 2 or 5 hours of exposure. In addition, compounds that potentially modulate glutamatergic system (MK-801, guanosine, organo selenium compounds) were effective in preventing the MeHg-induced free radical generation. In mitochondria isolated from liver, Ca2+ caused an inhibition on the complex I activity; however, calcium did not alter the mitochondrial complex II activity. At low concentration, calcium exposure caused a small decrease in the mitochondrial membrane potential (ΔΨm) in Malate/Glutamate (Ma/Glu) and Succinate (Succ)-supported mitochondria. On the order hand, higher calcium levels were associated with a total ΔΨm loss in both Mal/Glu and Succ-oxidizing mitochondria. The mitochondrial redox state (NADP(H) and GSH pool) and oxygen consumption were extremely affected by calcium exposure only in Succ-supported mitochondria. Indeed, calcium caused an increase in free radical generation in mitochondria sustained with complex II substrate when compared to Mal/Glu-supported mitochondria. Taken together, our data collaborate to understanding the molecular mechanisms involved on the toxicology of mercury and calcium and consequently provide basis for further investigations on the role of Ca2+ and mercury in mitochondrial dysfunctions. In addition, the results obtained here may contribute to the discovery of new therapeutic agents capable of preventing or minimizing the damage induced by MeHg intoxication. / O metilmercúrio (MeHg) é um contaminante ambiental altamente tóxico que pode ser bioacumulado em diferentes tecidos e consequentemente induzir disfunções celulares em diversos órgãos, especialmente no sistema nervoso central (SNC). Os mecanismos pelos quais o mercúrio (Hg) entra nos tecidos, se acumula e causa toxicidade em células e organelas ainda não se encontram totalmente elucidados. No entanto, estudos têm sugerido que a neurotoxicidade mediada pelo MeHg envolve alterações no sistema glutamatérgico e na homeostase do cálcio. Por outro lado, sabe-se que o cálcio (Ca2+) per se causa efeitos tóxicos nas células e principalmente em mitocôndrias. Assim o Hg e o Ca2+ podem induzir efeitos distintos ou interligados, os quais geralmente culminam com disfunção mitocondrial e morte celular. Com base nestes parâmetros, o presente trabalho visa elucidar os possíveis mecanismos moleculares envolvidos na captação e no acúmulo de Hg em fatias hepáticas expostas a forma livre de MeHg+ ou à forma complexada MeHg-Cisteína (MeHg-Cys), bem como, relacionar estes aspectos com a toxicidade celular e mitocondrial causada por ambas as formas de MeHg. Também foi alvo deste estudo a investigação do papel do sistema glutamatérgico na toxicidade mediada pelo MeHg em fatias de córtex cerebral de ratos e os efeitos do cálcio em mitocôndrias isoladas e sustentadas com diferentes substratos energéticos. Com relação à captação de Hg, nossos resultados mostram que fatias expostas ao complexo MeHg-Cys acumulam mais Hg que fatias expostas ao MeHg sozinho. Também foi observado que o pré-tratamento (15 min) com metionina (Met) reduziu significativamente a captação e o acúmulo de Hg nas fatias. Resultados similares foram verificados em mitocôndrias isoladas dessas fatiais. Nos parâmetros bioquímicos: geração de radicais livres, consumo de oxigênio e viabilidade celular/atividade mitocondrial, o complexo MeHg-Cys causou efeitos mais tóxicos quando comparado com o MeHg sozinho. O pré-tratamento com Met foi efetivo em prevenir as alterações mediadas por ambas as formas de mercúrio testadas. Os efeitos neurotóxicos do MeHg em fatias de córtex cerebral foram observados apenas nas maiores concentrações usadas e após 2 ou 5 horas de exposição. A utilização de compostos que possivelmente modulam a homeostase glutamatérgica (MK-801, guanosina e compostos orgânicos de selênio) preveniram os efeitos induzidos por MeHg na geração de radicais livres. Os efeitos do cálcio foram analisados em mitocôndrias isoladas e sustentadas com o substrato energético do complexo mitocondrial I: Malato/Glutamato (Mal/Glu) e do complexo II Succinato (Succ). Os resultados obtidos mostram que o cálcio inibiu a atividade complexo I; mas não alterou a atividade complexo II. Em baixas concentrações o cálcio causou uma pequena diminuição no potencial de membrana (ΔΨm) nas mitocôndrias sustentadas com Mal/Glu ou Succ. Por outro lado, uma perda total do potencial foi observada quando as mitocôndrias, sustentadas com ambos os substratos, foram expostas a altas concentrações de cálcio. A exposição ao cálcio causou uma redução no potencial redox (conteúdo NADP(H) e GSH) e no consumo de oxigênio nas mitocôndrias sustentadas com Succ quando comparado com as que receberam Mal/Glu. A geração de radicais livres foi aumentada em mitocôndrias expostas ao cálcio e sustentadas com Succ quando comparadas com as mitocôndrias sustentadas com substrato do complexo I. De forma geral, nossos resultados colaboram para a elucidação dos mecanismos moleculares envolvidos na citotoxicidade induzida por MeHg e por cálcio, bem como para um melhor entendimento sobre o papel destes elementos na indução de disfunção mitocondrial. Além disso, os resultados obtidos poderão contribuir para a descoberta de novos agentes terapêuticos usados para prevenir ou minimizar danos teciduais associados à intoxicação humana por MeHg.

O mercúrio (Hg) é um metal tóxico extensamente estudado em todo mundo, distribuído no ambiente a partir de fontes naturais ou antropogênicas e que oferece risco a população por ser altamente biocumulativo e possuir efeitos nocivos à saúde. Até algum tempo atrás, acreditava-se que a principal fonte de exposição ao Hg na Região Amazônica, decorria do uso deste metal para amalgamação de ouro nos garimpos da região. No entanto, o Hg é encontrado naturalmente nos solos da Região Amazônica e ao atingir os sistemas aquáticos, favorecidos principalmente pela erosão e pelas chuvas, passa por um processo de metilação catalisada por microorganismos, dando origem à forma orgânica do metal, o metilmercúrio (MeHg). Esta forma do metal se acumula no sedimento dos rios e em peixes representando atualmente a principal fonte de exposição ao mercúrio em população ribeirinha. Os biomarcadores de exposição ao Hg são freqüentemente utilizados para identificar e estimar o risco em que um indivíduo ou uma população está exposta. No entanto, pouco se conhece a respeito das variações inter-individuais de cada um deles. Neste sentido, este estudo teve como objetivo avaliar as variações inter-individuais em biomarcadores de exposição ao Hg em uma população ribeirinha do rio Tapajós, Pará. Para tal, 410 ribeirinhos, residentes em 12 comunidades ao longo do rio Tapajós, no estado do Pará participaram do estudo. Foram determinadas as concentrações de mercúrio total (THg) em sangue total, plasma, eritrócito, urina e de IHg e MeHg em cabelo dos voluntários. As concentrações de THg no sangue total variaram de 1,7 a 288,9 µg/L e no plasma de 0,2 a 40,0 µg/L. A concentração de THg no plasma apresentou uma alta correlação com as concentrações de THg em sangue total (r=0,7529, p<0,0001). A fração plasmática de THg variou 0,5% a 61% e não apresentou qualquer correlação com as concentrações de THg em sangue total (r= 0,06284, p=0,2041), indicando que a mobilização de THg para o plasma não ocorre devido à saturação dos eritrócitos. A distribuição de THg entre eritrócitos e plasma observada nesta população, é diferente do que foi observado em outros estudos sobre exposição à MeHg. As concentrações de THg no cabelo variaram de 0,97 a 62,4 µg/g e apresentaram uma correlação muito forte com as concentraçoes no sangue (r=0,8718, p<0,0001) indicando que as concentrações de THg no cabelo refletem as concentrações de THg no sangue. Também foi observada uma forte correlação entre as concentrações de MeHg e de IHg no cabelo (r=0,8979, p<0,0001), confirmando as informações da literatura, que sugerem que a fração de IHg no cabelo se deve a demetilação no sangue, no folículo capilar ou no preparo da amostra e análise. Em relação a razão entre concentração de mercúrio entre cabelo e sangue, observamos uma elevada variação entre os indivíduos, de 1:13 a 1:13274. Entre as mulheres observamos que esta variação ocorre de acordo com a idade. Resultados preliminares apontam para uma considerável variação inter-individual nos biomarcadores de exposição na população em estudo, indicando a necessidade de se identificar os fatores que influenciam este achado. Considerando a cinética do mercúrio, podemos concluir que estas variações inter-individuais na fração plasmática, podem alterar a taxa de eliminação do Hg e também os efeitos tóxicos decorrentes da exposição. Palavras- Chave: biomarcadores de exposição, mercúrio, variações inter-individuais / Mercury (Hg) is a toxic metal widely studied worldwide. In the atmosphere Hg may occur due to natural or anthropogenic sources. It offers risk to the population due to be highly bioaccumulated and to cause harmful effects to humans. Gold Mining activities were considered in the past the main sources of Hg contamination in the Amazon region. However, new findings indicated that Hg is naturally found in the soils of the Amazon area. When reaching the aquatic systems, facilitated mainly by the erosion and for the rains, the inorganic mercury is methylated, by microorganisms, forming the more toxic form methylmercury (MeHg). This form of the metal accumulates in the sediment of the rivers and in fish, meaning the main exposure source of mercury to riverine population. Biomarkers of exposure to Hg (levels of Hg in blood, plasma, urine, hair) are frequently used to identify and to esteem the risk of an individual or a population to harmful effects. However, little it is known regarding the inter-individual variations of these biomarkers. In this sense, this study evaluated inter-individual variations in the biomarkers of exposure to mercury (Hg in plasma, blood, urine and hair) in a riverside population (Tapajós river, Pará). Volunteers (n=410), residents in 12 communities along the Tapajós river, in the state of Pará participated in the study. Total mercury (THg) levels were determinated in whole blood, plasma, red blood cells and urine and of IHg and MeHg in hair. The concentration of mercury ranged from 1.7 to 288.9 µg/L and of plasma from 0.2 to 40.0 µg/L. The concentration of THg in the plasma presented a high correlation with concentrations of Hg in total blood (r=0.7529, p<0.0001). The plasmatic fraction of THg ranged from 0.5% to 61% and did not present any correlation with the concentrations of THg in the whole blood (r= 0.06284 p=0.2041), indicating that the mobilization of Hg to the plasma does not occur to the saturation of the red blood cells. The distribution of THg between red blood cells and plasma observed in this population is in disagreement when compared to other populations. The mercury concentrations in hair ranged from 0.97 to 62.4 µg/g and presented a very strong correlation with the whole blood (r=0.8718, p<0.0001), indicating that the concentrations of Hg in hair reflect the concentrations of THg in blood. Also a strong correlation was observed among the concentrations of MeHg and of IHg in hair (r=0.8979, p<0.0001), confirming the information in the literature, that suggest the fraction of IHg in hair is due to demethylation process or by sample preparation and analysis. Regarding the ratio between concentration of mercury between hair and blood, we observed a high variation between individuals, ranged from 1:13 to 1:13274. Among the women we observed this variation occurring according to age. In conclusion our results together demonstrated a considerable inter-individual variation in the biomarkers of exposure to mercury in the study population, demonstrating probably a different rate of biotransformation and elimination of Hg in this population. Then, future studies are necessary to elucidate factors are influencing this variation.

Desde os anos 50 o mercúrio tem chamado a atenção de muitos pesquisadores. No Brasil, a preocupação inicial se restringia à exposição humana pelo seu uso na mineração do ouro. Entretanto, nos últimos anos a atenção de muitos pesquisadores se voltou para outras fontes de exposição, incluindo fontes naturais. Na região Amazônica, os solos são naturalmente ricos em mercúrio. Devido a constante degradação da floresta, o solo se torna mais exposto à ação das chuvas que facilitam a passagem do mercúrio aos rios. Na água o mercúrio sofre um processo de metilação, se transformando em metilmercúrio (MeHg) que se acumula principalmente nos peixes da região. As populações ribeirinhas, que têm sua alimentação baseada no consumo de peixes, são as principais vítimas da exposição a este metal. Muito tem se estudado a respeito dos efeitos tóxicos do metilmercúrio, reconhecido como a forma do mercúrio mais perigosa à saúde humana, devido à alta solubilidade para atravessar barreiras biológicas, capacidade de bioacumulação e elevada meia-vida de eliminação dos tecidos. Dentre os efeitos tóxicos mais documentados do MeHg, encontram-se aqueles relacionados ao sistema nervoso. Entretanto, o sistema cardiovascular tem tomado destaque como um outro alvo a toxicidade do metal. Apesar do número considerável de estudos nesta área, ainda não há um consenso quanto aos mecanismos cardiotóxicos do mercúrio e muitos resultados em estudos clínicos são muito conflitantes. Alguns estudos em ratos sugerem uma relação entre a diminuição de disponibilidade do óxido nítrico (NO), com aumento na exposição ao metilmercúrio. O NO é um componente de extrema importância na fisiologia cardiovascular, porque mantêm o tônus vascular e inibe a agregação plaquetária. Por outro lado, uma dieta rica em peixes e castanhas, comum na região Amazônica, fornece ao organismo quantidades consideráveis de selênio (Se), um nutriente conhecido por propriedades antioxidantes bem como antagonista de efeitos tóxicos de alguns metais, principalmente o mercúrio. Isso sugere que os efeitos danosos do MeHg podem ser minimizados pela presença de selênio na dieta. Neste sentido, o presente estudo avaliou em uma população ribeirinha (n=265), do Rio Tapajós, no Estado do Pará a relação entre as concentrações de mercúrio e selênio em sangue, plasma e cabelo e os níveis de óxido nítrico no plasma. / Since the 1950s, the mercury has attracted attention of many researchers. In Brazil, the initial concern was restricted to human exposure of its use in gold mining. However in the latest years, many researchers have concerned to others exposure sources, including natural sources. In Amazon region, the soils are naturally rich in mercury. Soils become more exposed to rain actions, which provide the passage of mercury to the rivers due to forest degradation. In the water, mercury suffers a methylation process changing to methyl mercury (MeHg), which stores up mainly in the fish of that area. The riverside population, who has a diet based on fish, is the main victims of the exhibition to this metal. The toxic effects of methyl mercury have been studied and this metal is recognized as the most dangerous type of mercury to human health due to the high solubility to cross biological barriers, the capacity of bioaccumulation and the high half-life of elimination from tissues. Among the most studied toxic effects of MeHg, there are those related to the nervous system. However the cardiovascular system has been a highlight as another metal toxicity target. In spite of the large number of studies, there is not an agreement about the cardio toxic mechanisms of mercury and many results in clinical studies are very controversial. Some studies in mice suggest a relationship between the reduction of nitric oxide (NO) and the increase of methyl mercury exposure. Nitric oxide is a very important component in cardiovascular physiology because it maintains the vascular tone and inhibits the platelets aggregation. On the other hand, a diet based on fish and nuts, which are common in Amazon region, provides a large quantity of selenium (Se) to the organism. This nutrient is known by its antioxidant qualities and it is also known as an antagonist of some metal, especially mercury, toxic effects. These facts suggest that the harmful effects of MeHg may be reduced due to the presence of selenium in diet. Therefore, the present study has estimated the relationship among mercury and selenium concentrations in blood, plasma and hair and the nitric oxide levels in plasma, in a riverside population (n=265) of Tapajós River in Pará

Em exposições especificamente relacionadas ao metilmercúrio (MeHg), o principal órgão alvo é o Sistema Nervoso Central (SNC). Os efeitos morfológicos do metilmercúrio nos fotorreceptores da retina de Hoplias malabaricus, traíra, foram investigados através de técnicas histopatológicas. Os exemplares de traíra foram distribuídos em três grupos: um grupo controle e dois grupos expostos ao MeHg. A contaminação trófica e subcrônica foi realizada através de exemplares vivos de Astyanax sp os quais receberam intraperitonealmente um volume de solução aquosa de MeHg correspondente a (0,075µg/g de traíra) ou (0,75µg/g de traíra). Quinze peixes por condição experimental foram sacrificados após 70 dias de exposição e os olhos foram coletados para as análises de microscopia de luz, microscopia eletrônica de transmissão e microscopia eletrônica de varredura. Através de análises químicas quantificamos o mercúrio em músculo e observamos em ambas as doses um acúmulo do metal. Para a maior dose do metal (0,75µg/g), as análises histopatológicas revelaram alterações nas membranas que unem os dois elementos de um cone pareado, degeneração da camada dos fotorreceptores e alterações morfológicas no segmento interno e segmento externo dos bastonetes. As análises também demonstraram alterações estruturais na membrana plasmática do segmento externo e alterações no processo de eliminação dos discos membranosos dos fotorreceptores. No momento da eliminação dos discos antigos foi observada a formação de vacúolos e também uma anormal eliminação dos discos membranosos pelas partes laterais do segmento externo. Para a menor dose do metal (0,075µg/g) além da alteração observada nas membranas que unem os cones pareados e da degeneração celular na camada dos fotorreceptores, observamos uma descontinuidade estrutural dos discos membranosos do segmento externo dos fotorreceptores. Todas estas alterações histopatológicas nos levam a concluir que o metilmercúrio induz alterações histopatológicas nas células da camada dos fotorreceptores podendo consequentemente trazer danos fisiológicos para toda a retina. / In exposures specifically related to methylmercury (MeHg), the main target organ is the Central Nervous System (CNS). In this study, morphological effects of methylmercury in retinal photoreceptors of Hoplias malabaricus, trahira, through histopathological techniques were investigated. Some mature fish were divided in three groups - one control group and the other two which were exposed to MeHg. The trophic and subchronic contamination was performed by live specimen of Astyanax sp which received a volume of aqueous solution of MeHg corresponding to (0,075µg /g trahira) or (0,75µg /g trahira). In an experimental condition, fifteen fish were sacrificed after 70 days of exposure and their eyes were collected for analysis of light microscopy, electron transmission microscopy and scanning electron microscopy. Through chemical analysis the amount of mercury found in muscle was quantified. In both doses an accumulation of the metal in the muscle of these animals was observed. For the highest dose of metal (0,75µg /g), the histopathological analysis revealed changes in the membrane that connects the two elements of a paired cone, cellular degeneration in the layer of photoreceptors and morphological changes in the internal and outer rod segments. The analysis also showed structural changes in the plasma membrane of the outer segment and changes in the process of removal of membranous discs in the apical region of a photoreceptor. At the time of disposal of old discs, the formation of vacuoles and also an abnormal membranous discs removal through the sides of the outer segment were observed. For the smallest dose of the metal (0,075µg/g) besides the morphological changes observed in the membrane which unites the paired cones and cellular degeneration throughout the layer of photoreceptors, a structural discontinuity of the membranous discs of the outer segment were observed in radial sections of rods. All these histopathological changes lead us to conclude that methylmercury induces morphological changes in cells of the layer of photoreceptors, and therefore causing physiological damage to the smooth functioning of the retina.

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Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2012-04-04T22:23:14Z No. of bitstreams: 2 Dissertacao_MetilmercurioMercurioInorganico.pdf: 1996410 bytes, checksum: b01289c8b12485d7852d19e9e26715a3 (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos(edisangela@ufpa.br) on 2012-04-04T22:23:28Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertacao_MetilmercurioMercurioInorganico.pdf: 1996410 bytes, checksum: b01289c8b12485d7852d19e9e26715a3 (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-04-04T22:23:28Z (GMT). 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Nosso trabalho se propôs a identificar os níveis de metilmercúrio e mercúrio inorgânico nas espécies de peixes mais consumidas pelas populações ribeirinhas da região do Tapajós e comparálos com os níveis encontrados em peixes da mesma espécie obtidos na região de Belém. Além disso, realizar uma comparação com os resultados obtidos por Dos Santos et al. (2000) e analisando os nível atuais e os antigos. Os peixes foram coletados no mercado municipal de Itaituba, no Tapajós, e no mercado do Ver-o-peso, em Belém. Amostras de músculo de cada peixe foram liofilizadas e analisadas pela Universidad de Castilla-La Mancha (Espanha) para quantificação do metilmercúrio e do mercúrio inorgânico. Os resultados obtidos no presente trabalho mostraram que somente os peixes piscívoros da região do Tapajós apresentam níveis de metilmercúrio acima do limite preconizado pela OMS (0,5 μg/g). Em todos todos os grupos do estudo, os níveis de mercúrio inorgânico estão bem abaixo deste limite. A espécie mais contaminada foi a Brachyplatystoma flavicans (dourada) chegando a ultrapassar até cinco vezes o limite de tolerância da OMS. Com nossos dados, pode-se dizer que os peixes da região do Tapajós continuam atualmente expostos a altas concentrações de mercúrio. As espécies não-piscívoras tiveram baixas concentrações de mercúrio orgânico, sendo aptas para consumo humano. O presente estudo apoia a importância do monitoramento continuado dos ambientes considerados expostos e não expostos na Amazônia. O conhecimento originado por este monitoramento fomentará definitivamente o desenvolvimento de estratégias de prevenção e de ações governamentais perante o problema da contaminação mercurial na Amazônia. / Mercury is a dangerous metal and an important source of environmental contamination in Brazil and particularly in the Amazon. The main target organ of this metal is the CNS where it causes damage that can lead to classic symptoms: ataxia, paresthesia, dysarthria, and changes in the developing nervous system of children. The mercury contamination in the Amazonian rivers increases the amount found in fish, especially those at the top of the food chain, exposing people to mercury poisoning the rivers, since the fish is a central element in the diet of these populations. Therefore, it is essential periodic monitoring of mercury levels in fish species consumed in the region. Our study proposes to identify the levels of methylmercury and inorganic mercury in fish species consumed by the riverside populations of the Tapajós region and compare them with the levels found in the same species obtained in the region of Belém also perform a comparison with results obtained by Dos Santos et al. (2000) and analyzing the current level and the old. Fish were collected in the municipal market Itaituba, Tapajós, and market the Ver-o-Peso in Belém. Muscle samples of each fish were dried and analyzed by the Universidad de Castilla-La Mancha (Spain) for quantification of methylmercury and inorganic mercury. The results obtained in this study showed that only piscivorous fish from the Tapajós region have levels of methylmercury above the limit recommended by WHO (0.5 μg / g). All in all study groups, levels of inorganic mercury are well below this limit. The species was the most contaminated Brachyplatystoma flavicans (Dourada) and even to exceed five times the WHO limit of tolerance. With our data, we can say that the fish of the Tapajós region are still currently exposed to high concentrations of mercury. The non-fish-eating species had low concentrations of organic mercury, is fit for human consumption. This study supports the importance of continued monitoring of the environments considered exposed and not exposed in the Amazon. Knowledge originated by this monitoring definitely foster the development of prevention strategies and government actions before the problem of mercury contamination in the Amazon. Keywords: inorganic mercury, methylmercury, fish, Tapajós, Belém

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-06-27T11:50:19Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Tese_AlteracoesHistopatologicasRins.pdf: 1977158 bytes, checksum: 9154288989bf9cc9bc2f3596d67b16a9 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-07-29T16:55:55Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Tese_AlteracoesHistopatologicasRins.pdf: 1977158 bytes, checksum: 9154288989bf9cc9bc2f3596d67b16a9 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-07-29T16:55:55Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Tese_AlteracoesHistopatologicasRins.pdf: 1977158 bytes, checksum: 9154288989bf9cc9bc2f3596d67b16a9 (MD5) Previous issue date: 2014 / O mercúrio representa um grande risco ambiental e ocupacional constituindo um problema para a saúde humana na região Amazônica. Muito embora estudos tenham demonstrado que o mercúrio compromete vários tecidos e órgãos, os rins constituem-se órgãos-alvo para a toxicidade do metal. Dessa forma, o objetivo desse trabalho foi investigar os efeitos de uma exposição crônica a baixas doses de metilmercúrio sobre o parênquima renal de macacos Cebusapella, machos, adultos, expostos durante 120 dias consecutivos com doses diárias via oral, de 1,5 μg na dieta. As concentrações de mercúrio total no sangue dos animais foram monitoradas a cada 30 dias usando espectrofotômetro de absorção atômica a vapor frio (Hg 201), comparando ao grupo controle. O método utilizado para análise histopatológica foi a inclusão em parafina com coloração pela Hematoxilina e Eosina, Tricrômico de CAB e PAS. As investigações imuno-histoquímicas compreenderam as reações para a detecção de actina para musculo liso (IA4), actina muscular (HHF35) e pancitoqueratina (AE1 e AE2). Os resultados obtidos demonstraram que o tratamento com mercúrio causou diferença significativa (P<0,001) entre os grupos exposto e controle. Quanto aos níveis de Hg total, foram observadas alterações histopatológicas com características de hidropsia nos Túbulos Proximais, um achado comum na exposição ao metilmercúrio em outras espécies, sem alterações significativas nas concentrações de creatinina e ureia. O teste de correlação de Person demonstrou uma forte relação negativa entre a concentração de mercúrio e a perda de massa corporal dos animais (P<0,0001). Outro achado importante foi a diminuição do número de células mesangiais, o que sugere que o metilmercúrio executou a sua nefrotoxicidade atingindo não somente o sistema tubular renal, como também as células do mesangio glomerular, fazendo-se necessário um maior aporte de estudos experimentais para esclarecer qual o nível de alerta da concentração de mercúrio é capaz de desencadear mecanismos de agressão e injúria renal em indivíduos expostos ao metilmercúrio. / Mercury has been a major environmental and occupational risk and it still remains a problem for human health in the Amazon region. Although studies have shown that mercury affects various tissues and organs, kidneys are the target organs to the metal toxicity. Thus, the aim of this study was to investigate the effects of chronic exposure to low doses of methylmercury on renal parenchyma of Cebusapella, adult males exposed during 120 consecutive days with daily oral doses of 1.5 μg in the diet. The concentrations of total mercury in the animals’ blood were monitored every 30 days using a cold vapor atomic spectrophotometer (201 Hg), compared to the control group. The method used for histopathological analysis was the immersion in paraffin for staining with hematoxylin and Eosin, Masson's CAB and PAS. The immunohistochemical investigations included reactions for detection of smooth muscle actin ( IA4 ), muscle actin ( HHF35 ) and cytokeratin (AE1 and AE2). The results showed that treatment with mercury caused significant differences (P < 0.001) between the exposed and control groups. As for total Hg levels, histopathologicalchanges just likehydrops in Proximal tubuleswere observed, a common finding in methylmercury exposure in other species, with no significant changes in creatinine and urea concentrations. The Person correlation test showed a strong negative relationship between mercury concentration and animal body weight loss (P < 0.0001). Another important finding was the decrease in mesangial cells number, which suggests that methylmercury executed its nephrotoxicity, affecting not only the renal tubular system, as well as the glomerular mesangium cells, making necessary a greater amount of experimental studies to clarify which mercury concentration alert level is capable of triggering aggression mechanisms and kidney injury in subjects exposed to methylmercury.

Submitted by Cássio da Cruz Nogueira (cassionogueirakk@gmail.com) on 2017-09-11T18:11:49Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AvaliacaoBioquimicaHormonal.pdf: 1028073 bytes, checksum: 7f3f4818ed3791fbbfe3d22f6c1561c1 (MD5) / Approved for entry into archive by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2017-09-13T16:40:16Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AvaliacaoBioquimicaHormonal.pdf: 1028073 bytes, checksum: 7f3f4818ed3791fbbfe3d22f6c1561c1 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-13T16:40:16Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AvaliacaoBioquimicaHormonal.pdf: 1028073 bytes, checksum: 7f3f4818ed3791fbbfe3d22f6c1561c1 (MD5) Previous issue date: 2016-08-19 / Os efeitos do metilmercúrio sobre o hormônio de crescimento e a relação com a função hepática, peso e crescimento foram avaliados em modelo experimental de exposição aguda e subcrônica ao mercúrio em 40 ratos wistar, machos, os quais foram distribuídos em quatro grupos: controle, agudo, subcrônico2 (SB2) e subcrônico3(SB3). Medidas de mercúrio total(HgT), hormônio do crescimento (GH), glicose, atividades das enzimas ALT e AST além do peso e comprimento dos animais foram aferidos em todos os grupos. Os resultados demonstraram que a dose de 25mg/Kg administrada foi letal para todos os animais desse grupo. As concentrações de mercúrio medidas no pelo dos animais dos grupos SB2 e SB3 foram significativamente maiores que os do grupo controle. Os níveis de GH foram elevados no grupo agudo e reduzidos nos grupos subcrônicos. A redução da glicemia dos animais dos grupos subcrônicos foi altamente significativa em relação ao grupo controle (p<0,01). As provas de função hepática mostraram-se alteradas, principalmente a AST. Esses resultados sugerem que, metilmercúrio no modelo do rato e nas doses administradas é hepatotóxico, é capaz de comprometer o controle da glicemia e de promover alterações significativas nos níveis de GH, os quais podem interferir principalmente no crescimento dos animais. Novos estudos são necessários para melhor compreensão das alterações encontradas. / The effects of methylmercury on growth hormone and its relation to liver function, weight and growth were evaluated in an experimental model of acute and subchronic exposure with mercury. Forty wistar rats were divided into four groups: control, acute, subchronic2 (SB2) and subchronic3 (SB3). Measurements of total mercury (HgT), growth hormone (GH), glucose, ALT and AST enzyme activities, body weight and length of animals were measured in all groups. The results demonstrated that the dose of 25mg/kg was lethal for all animals in this group. The concentrations of mercury measured in the hair’sfrom the SB2 and SB3 groups were significantly higher than in the control group. GH levels were elevated in the acute group and reduced in the subchronic groups. The reduction of glycemia in the subchronic groups was highly significant in relation to the control group (p <0.01). The ALT and AST enzyme activities were altered. These results suggest that methylmercury high doses administered is hepatotoxic, able of to compromise glycemic control and to promote significant alterations in GH levels, which may interfere in the growth of the animals. However, other studies are required to understand the alterations found.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2015-06-08T17:13:02Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_ExposicaoConcentracaoSubletal.pdf: 1719211 bytes, checksum: 64e13c368ada463d2fc33aa27b42debb (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2015-06-17T16:05:56Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_ExposicaoConcentracaoSubletal.pdf: 1719211 bytes, checksum: 64e13c368ada463d2fc33aa27b42debb (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-17T16:05:56Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_ExposicaoConcentracaoSubletal.pdf: 1719211 bytes, checksum: 64e13c368ada463d2fc33aa27b42debb (MD5) Previous issue date: 2015 / FAPESPA - Fundação Amazônia de Amparo a Estudos e Pesquisas / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O mercúrio é um metal que se destaca dos demais por se apresentar líquido em temperatura e pressão normais. Este xenobiótico se apresenta como a maior fonte de poluição em várias partes do mundo e tem como característica ser altamente tóxico ao Sistema Nervoso Central (SNC). O despejo é na forma líquida diretamente no solo e leito dos rios. Este metal pesado é complexado com vários elementos presentes no solo ou sedimentos sendo convertido à metilmercúrio (MeHg) pela microbiota aquática. O MeHg apresenta a capacidade de se acumular ao longo da cadeia trófica, um evento conhecido como biomagnificação, o qual afeta diretamente a vida humana. Nesse sentido, a Região Amazônica se destaca por possuir todos os componentes necessários para a manutenção do ciclo biogeoquímico do mercúrio, além de populações cronicamente expostas a este metal pesado, sendo este fato considerado um problema de saúde pública. Tem-se conhecimento que este xenobiótico após a exposição aguda a altas doses promove desordens relacionadas ao surgimento de processos degenerativos no SNC, entretanto, os efeitos a baixas concentrações ainda não são totalmente conhecidos. Nesse sentido, se destacam as células gliais que atuam como mediadores no processo de neurotoxicidade desse metal, principalmente em baixas concentrações. Apesar de este tipo celular exibir um importante papel no processo de intoxicação mercurial, a ação deste metal sobre as células glias é pouco conhecida, principalmente sobre o genoma e a proliferação celular. Desta forma, este trabalho se propõe a avaliar o efeito da exposição a este xenobiótico em baixa concentração sobre o material genético e a proliferação celular em células da linhagem glial C6. As avaliações bioquímica (atividade mitocondrial – medida pelo ensaio de MTT –) e morfofuncional (integridade da membrana – avaliada pelo ensaio com os corantes BE e AA –) confirmaram a ausência de morte celular após a exposição ao metal pesado na concentração de 3 μM por um intervalo de 24 horas. Mesmo sem promover processos de morte celular, o tratamento com esta concentração subletal de MeHg foi capaz de aumentar significativamente os níveis dos marcadores de genotoxicidade (fragmentação do DNA, formação de micronúcleos, pontes nucleoplásmica e brotos nucleares). Ao mesmo tempo, foi possível observar uma alteração no ciclo celular através do aumento do índice mitótico e uma mudança no perfil do ciclo celular com aumento da população celular nas fases S e G2/M, sugerindo um aprisionamento nessa etapa. Esta mudança no ciclo celular, provocada por 24h de exposição ao MeHg, foi seguida de uma redução no número de células viáveis e confluência celular 24h após a retirada do MeHg e substituição do meio de cultura, além do aumento no tempo de duplicação da cultura do mesmo. Este estudo demonstrou pela primeira vez que a exposição ao metilmercúrio em concentração baixa e subletal é capaz de promover eventos genotóxicos e distúrbios na proliferação celular em células de origem glial. / Mercury is a metal that stands out from the rest for present liquid under normal temperature and pressure. This xenobiotic is the largest source of pollution in many parts of the world and has been characterized toxic to the central nervous system (CNS). After dumping in liquid form directly into soil and riverbed, this heavy metal complex with various organic elements or it is converted to methylmercury (MeHg) by aquatic microbiota. The MeHg can move up the food chain, an event known as biomagnification, which directly affects human life. Thereby, the Amazon stands out for having all the components necessary for the maintenance of biogeochemical cycle of mercury as well as populations chronically exposed with this heavy metal. And this metal is considered a public health problem. It is well known that this xenobiotic after acute exposure to high doses promotes disorders related to the emergence of degenerative processes in the CNS, however, the effects at low concentrations are not yet fully described. Despite this cell type play an important role in the mercury intoxication process, the role of this metal on glial cells is not well known, especially on the genome and cell proliferation. Thus, this study aimed to evaluate the effect of exposure to this xenobiotic at low concentration on DNA and cell proliferation in C6 glial lineage cells. The biochemical (mitochondrial activity - measured by MTT assay -) and morphofunctional evaluations (membrane integrity - measured by the assay with dyes and AA BE -) confirmed the absence of cell death after exposure to heavy metals in a concentration of 3 μM for 24 hours. Even without causing cell death processes, the treatment with sublethal concentration of MeHg that was able to significantly increase the levels of markers of genotoxicity (DNA fragmentation, micronuclei, nuclear nucleoplasmic bridges and nuclear bud). At the same time, it was possible to observe a change in the cell cycle by increasing the mitotic index and a change in the cell cycle profile with increased cell population in S and G2 / M phases, suggesting an arrest cell cycle arrest. This change in cell cycle caused by MeHg exposure was followed by number of viable cells and cell confluence decrease, 24 hours after the withdrawal of MeHg of culture medium. The C6 cell line culture in addition showed an increase on doubling time parameter. This study demonstrates for the first time exposure to methylmercury low and sublethal concentration can promote genotoxic events and disturbances in cell proliferation in glial cell origin.

Submitted by Cássio da Cruz Nogueira (cassionogueirakk@gmail.com) on 2017-03-20T12:39:39Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AnaliseParametrosExposicao.pdf: 3913179 bytes, checksum: 0220239c9b00140e8fd4820c37f9f00b (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-03-24T12:35:05Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AnaliseParametrosExposicao.pdf: 3913179 bytes, checksum: 0220239c9b00140e8fd4820c37f9f00b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-24T12:35:05Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AnaliseParametrosExposicao.pdf: 3913179 bytes, checksum: 0220239c9b00140e8fd4820c37f9f00b (MD5) Previous issue date: 2016-08-30 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O mercúrio é um metal pesado responsável por episódios de intoxicação em todo o mundo. Sua forma mais tóxica é o metilmercúrio que possui afinidade pelo Sistema Nervoso Central, apresentando reconhecida neurotoxicidade. Algumas regiões da Amazônia são bem caracterizadas por exposição mercurial em humanos, como a região do Tapajós, devido à atividade garimpeira local, por exemplo. Contudo, outras, como Tucuruí, permanecem praticamente não estudadas, com apenas um estudo em humanos até o momento. Na Amazônia, existe um grande número de estudos sobre exposição, porém, os estudos sobre a intoxicação e suscetibilidade são bem menos numerosos nas populações amazônicas, e até hoje não existe nenhum estudo que analise simultaneamente os três fatores. Assim, o objetivo deste trabalho foi determinar a exposição (conteúdo do agente tóxico no corpo através do nível de mercúrio em amostras de cabelo), a suscetibilidade individual (predisposição que cada indivíduo tem a sofrer um maior ou menor dano com a mesma quantidade de exposição, através da genotipagem da apolipoproteina E) e a intoxicação (quantificação da extensão do dano já provocado usando como biomarcadores a S100B e a NSE) em populações ribeirinhas amazônicas. Foram estudados 388 indivíduos, selecionados após critérios de inclusão e exclusão. Os genótipos da apolipoproteina E mais frequentes foi ɛ3/ɛ3, seguido pelo ɛ3/ɛ4. As frequências alélicas foram de 0,043:0,784:0,173 para ε2:ɛ3:ɛ4, respectivamente. A mediana do nível de mercúrio total no cabelo foi 4,2 μg/g (1,9- 10,2). Uma percentagem significativa de participantes (24,8%) apresentaram níveis de mercúrio total acima de 10 μg/g, limite preconizado pela OMS, e 12,8% dos participantes mostraram um conteúdo total em mercúrio maior ou igual a 20 μg/g. Os níveis de Tucuruí foram muito maiores do que os níveis no Tapajós (área reconhecida pela presença de garimpos). Foram identificados 29% de indivíduos portadores de ApoE4 (considerados de risco) e 8 indivíduos em risco máximo (portadores de ApoE4 e com mercúrio acima do limite de 10 μg/g). Ainda, houve diferença significativa nos níveis de RNAm da proteína S100B entre os grupos expostos a níveis altos e baixos de mercúrio. Pela primeira vez, foram estudados simultaneamente marcadores das três esferas de influência em toxicologia humana (exposição, suscetibilidade e intoxicação). Nossos dados apoiam já o uso em conjunto desses marcadores para um monitoramento adequado das populações amazônicas, que assistirá o desenvolvimento de estratégias de prevenção e tomada de decisões governamentais frente ao problema do impacto causado pelo mercúrio na Amazônia. / Mercury is a heavy metal responsible for intoxications worldwide. Most toxic form is methylmercury that has affinity for the central nervous system, with recognized neurotoxicity. Some regions of the Amazon are well characterized by mercury exposure in humans, as the region of the Tapajos, due to local mining activity, for example. However, others, such as Tucuruí, remain virtually unstudied, with only one study in humans to date. In the Amazon, there is a large number of studies showing mercury exposure, however, intoxication and susceptibility studies are far less numerous in the Amazonian populations, and even today, there is no study analyzing simultaneously the three factors. The objective of this study was to determine the exposure (mercury content in the body by using mercury levels in hair samples), the individual susceptibility (genetic predisposition of each individual to suffer a damage because the exposure, using the genotyping of apolipoprotein E) and the intoxication (quantifying the extent of the damage already caused by using biomarkers such as S100B and NSE) in Amazonian riverside populations. Three hundred eighty-eight individuals, selected after inclusion and exclusion criteria were studied. The genotype of apolipoprotein E more frequent was ɛ3/ɛ3, followed by ɛ3/ɛ4. Allelic frequencies were 0.043: 0.784: 0.173 to ε2: ɛ3: ɛ4, respectively. The median level of total mercury in hair was 4.2 μg/g (1.9- 10.2). A significant proportion of participants (24.8%) had mercury levels above 10 μg/g, as recommended by the WHO limit, and 12.8% of participants showed a total content of mercury greater or equal to 20 μg/g. Interestingly, Tucuruí levels were much higher than levels in the Tapajós (area recognized by the presence of mining gold activity). We identified 29% of patients with ApoE4 (considered at risk) and 8 maximum risk individuals (carriers of ApoE4 and mercury content above the limit of 10 μg/g). Moreover, there was a significant difference in mRNA levels of S100B protein between groups exposed to high and low levels of mercury. For the first time, markers of the three spheres of influence in human toxicology (exposure, susceptibility and poisoning) were studied. Our data already support the use of these markers to monitoring the Amazonian populations. This knowledge will assist the development of prevention strategies and making government decisions facing the problem of the impact of the mercury in the Amazon.