Research strategies have been developed to characterize parameters in peripheral tissues that might easily be measured in humans as surrogate markers of damage, dysfunction or interactions involving neural targets of toxicants. Human platelets have been repeatedly suggested as an excellent model for various aspects of the synaptic apparatus and these cells have been shown to accumulate glutamate in a manner similar to that in as synaptosomal preparations. In fact, blood cells such as platelets are ideally suited for monitoring a chemical s neurotoxic effects because of their easy accessibility and because they share a number of functions similar to those of central nervous system neurons. The increasing number of chemicals present in the habitational and occupational environment elevates the risk of toxic human exposure. Heavy metals have become one of many contaminants found in our environment. These metals may react with free protein cysteine thiol groups, which are involved in the function of many enzymes, structural proteins and receptors. Organoselenium (diphenyl diselenide and ebselen) and organotellurium (diphenyl ditelluride) are known to disturb cellular functions by oxidizing -SH groups of biomolecules. Considering that -SH groups are important constituents of receptors and transporters, the effects of heavy metals (Hg2+, Pb2+and Cd2+) as well as diphenyl diselenide, diphenyl ditelluride and ebselen on glutamatergic system in human platelets were examined. The results clearly demonstrated that Hg2+, Cd2+ and Pb2+ inhibited [3H]-glutamate uptake in human platelets. Hg2+ inhibited [3H]-glutamate binding, while Cd2+ and Pb2+ stimulated [3H]-glutamate binding in human platelets. Heavy metals caused an increase on lipid peroxidation and reactive oxygen species measurement in platelets, suggesting that oxidative stress, at least in part, could be one of the mechanisms involved in heavy metals-induced neurotoxicity. The use of 2,3-dimercaptopropanol (BAL), a dithiol chelating agent therapeutically used for the treatment of heavy metals poisoning, was able to protect and restoring [3H]-glutamate binding against effects caused by Pb2+, Cd2+ and Hg2+. 2,3 dimercaptopropane-1-sulfonic acid (DMPS), another dithiol chelating agent, was able protecting and restoring against the effects caused by heavy metals in [3H]-glutamate binding in platelets. Similar results were obtained with ditiothreitol (DTT), a sulfhydryl agent commonly used as a -SH groups reductor. The dithiol agents alone did not alter [3H]-glutamate binding. In contrast, reduced glutathione (GSH), a monothiol reducing agent, inhibited [3H]-glutamate binding in all tested concentrations. In addition, this compound did not protect the effect caused by heavy metals. These results suggest that dithiol agents (BAL, DMPS and DTT) could act by chelating heavy metals or/and by reducing SH groups of glutamatergic receptors. Diphenyl diselenide and diphenyl ditelluride inhibited [3H]-glutamate binding, but ebselen did not alter this parameter. All organochalcogens tested inhibited [3H]-glutamate uptake in human platelets. The inhibition caused by organochalcogens in glutamatergic system, was not recovered by the addition of reducing agents (DTT and GSH), indicating that toxicological properties of these compounds an not exclusively related to oxidation of SH groups. Considering the results obtained, could be suggested that platelets to be a suitable biomarker for exposure by toxic compounds and represented a good model for investigated the mechanism involved in changes caused by these compounds. / Recentes pesquisas têm sido desenvolvidas para caracterizar biomarcadores em tecidos periféricos que possam ser utilizados em casos de dano, disfunção ou interações envolvendo alvos de agentes tóxicos. As plaquetas têm sido amplamente sugeridas como um excelente modelo do aparato sináptico e, ainda tem sido demonstrado que estas células acumulam glutamato de maneira similar a sinaptossomas de cérebro de ratos. De fato, as células sanguíneas são ideais para monitorar os efeitos neurotóxicos causados por agentes químicos, por serem de fácil acesso e devido a estas apresentarem funções similares às encontradas em neurônios do sistema nervoso central. O aumentado número de agentes químicos presentes no meio ambiente tem elevado o risco de intoxicação ocupacional. Os metais pesados são alguns dos principais contaminantes encontrados no meio ambiente. Estes metais podem interagir com grupos -SH, os quais são necessários para a função de muitas enzimas, proteínas estruturais e receptores. Os compostos de organoselênio (disseleneto de difenila e ebselen) e de organotelúrio (ditelureto de difenila) também foram alvo deste estudo, visto que também possuem a capacidade de oxidar grupos SH de moléculas biologicamente ativas. Assim como os metais pesados, os mecanismos pelos quais os organocalcogênios desencadeiam ações tóxicas não são bem descritos. Levando em consideração que grupos SH estão presentes em receptores e transportadores, investigou-se os efeitos dos metais pesados (Hg2+, Pb2+ e Cd2+), bem como do disseleneto de difenila, ditelureto de difenila e ebselen sobre o sistema glutamatérgico em plaquetas humanas. Os resultados obtidos demonstraram que o Hg2+, o Cd2+ e o Pb2+ inibem a captação de [3H]-glutamato em plaquetas. O Hg2+ inibiu a união específica de [3H]-glutamato, enquanto o Cd2+ e o Pb2+ estimularam a união específica de [3H]-glutamato em plaquetas. Os metais pesados testados causaram um aumento na peroxidação lipídica e nos níveis de espécies reativas de oxigênio em plaquetas, sugerindo que o estresse oxidativo, pelo menos em parte, pode estar envolvido na neurotoxicidade induzida por estes metais. O 2,3-dimercaptopropanol (BAL), um agente quelante ditiólico usado terapeuticamente no tratamento de intoxicações por metais pesados, foi capaz de proteger e restaurar os efeitos causados por Pb2+, Cd2+ e Hg2+ sobre a união específica de [3H]-glutamato. Outro agente quelante ditiólico testado, o ácido 2,3-dimercapto-1-propanosulfônico (DMPS), foi capaz de proteger e restaurar os efeitos causados pelos metais pesados sobre a união específica de [3H]-glutamato em plaquetas. Resultados similares foram obtidos com o ditiotreitol (DTT), um agente utilizado como redutor de grupos -SH. Os agentes ditiólicos sozinhos não alteraram a união específica de [3H]-glutamato. Em contraste, a glutationa reduzida (GSH), um agente redutor monotiol, causou inibição sobre a união específica de [3H]-glutamato em todas as concentrações testadas. Esse composto não foi capaz de proteger do efeito causado pelos metais. Esses resultados sugerem que os agentes ditiólicos (BAL, DMPS e DTT) podem atuar quelando os metais pesados e/ou como redutores de grupos SH dos receptores glutamatérgicos. O disseleneto de difenila e ditelureto de difenila inibiram a união específica de [3H]-glutamato, mas o ebselen não interferiu nesse parâmetro. Além disso, todos os organocalcogênios testados inibiram a captação de [3H]-glutamato em -plaquetas. A inibição causada por estes compostos sobre a captação e união específica de [3H]-glutamato, não foi revertida pela adição de agentes redutores (DTT e GSH), indicando que os efeitos tóxicos dos organocalcogênios não está exclusivamente relacionado com à oxidação de grupos SH. Considerando os resultados obtidos neste estudo, é possível sugerir que as plaquetas podem servir como marcadores periféricos em casos de exposição por agentes tóxicos e, ainda representam um bom modelo para investigar os mecanismos envolvidos nas alterações causadas por estes compostos.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsm.br:1/4440 |
| Date | 19 January 2007 |
| Creators | Borges, Vanessa Corralo |
| Contributors | Nogueira, Cristina Wayne, Bonan, Carla Denise, Souza, Diogo Onofre Gomes de, Porciúncula, Lisiane de Oliveira |
| Publisher | Universidade Federal de Santa Maria, Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas: Bioquímica Toxicológica, UFSM, BR, Bioquímica |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSM, instname:Universidade Federal de Santa Maria, instacron:UFSM |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 200800000002, 400, 300, 300, 500, 300, 300, 0186436d-f662-4a5e-b36e-8c8ab8e10bf8, 2c778eaf-033a-4f6c-92bb-09186babacd1, 64d05617-eaff-4cb5-8519-d7dc8a467932, 9e93c798-e512-463e-bc53-fffaabb26d15, f724ef1c-a6d0-4d68-83c9-8ef9d30547ea |
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