Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A ação inibitória dos organofosforados sobre as esterases, por ser específica, pode ser empregada como um eficiente biomarcador da exposição de seres vivos aos organofosforados. A inibição da acetilcolinesterase (AChE; EC 3.1.1.7) provoca acúmulo do neurotransmissor acetilcolina nas fendas sinápticas colinérgicas, o que pode resultar na morte do indivíduo. Outra atividade também afetada por organofosforados é a da enzima carboxilesterase (CarbE; EC 3.1.1.1). CarbE estão envolvidas na fase I da biotransformação de xenobióticos e atuam como captadoras (scavengers) de organofosfatos, incluindo os formados pela biotransformação dos organofosforados. As CarbE estudadas até hoje se ligam com maior velocidade aos organofosfatos do que as colinesterases. Por isto se admite que CarbE possam diminuir, por captação estequiométrica, a ligação tóxica de moléculas de organofosfatos às acetilcolinesterases das sinapses colinérgicas e das placas motoras dos músculos. Experimentos realizados em nosso laboratório mostraram que a atividade da CarbE está aproximadamente 50% menor no soro e no fígado de pacus submetidos à hipoxia. Por causa disso, em razão de uma possível diminuição da capacidade captadora da CarbE, decidimos verificar se o pacu em hipoxia seria mais sensível aos agrotóxicos organofosforados. Para este propósito foram colocados seis pacus divididos em dois tanques. No primeiro tanque, os animais foram submetidos a 24 horas de hipoxia seguidos por mais 4 horas de exposição ao organofosforado metilparation em duas concentrações diferentes (0,02 ou 0,01 mg / L). No segundo tanque os animais permaneceram em normoxia durante o mesmo período de 24 horas e depois foram expostos ao metilparation como no primeiro tanque. As atividades da AChE ensaiada com acetiltiocolina, a da butirilcolinesterase (BChE) ensaiada com butiriltiocolina e a da CarbE ensaiada com p-nitrofenilacetato foram avaliadas no soro, fígado, cérebro, músculo e coração dos pacus. Houve redução de aproximadamente 35% da atividade de CarbE no soro dos pacus submetidos a 24 horas de hipoxia. Uma queda de 85% na atividade de CarbE do soro foi observada nos animais que sofreram hipoxia e subsequente exposição a 0,02 mg de metilparation por litro. Com metilparation a 0,01 mg/L a diminuição observada foi de 48,2%. No músculo dos pacus expostos a 0,02 mg/L, as atividades de AChE e BChE cairam pela metade quando os mesmos foram submetidos à hipoxia quando comparados a animais que permaneceram em normoxia. Nos diversos tecidos dos pacus expostos a 0,01 mg/L de metilparation não observamos diferenças significativas nas atividades de AChE, BChE ou CarbE. Concluímos que a duplicação da concentração de metilparation de 0,01 para 0,02 mg/L levou à atividade residual de CarbE do soro de 51,8% para 15%. A ausência de mudanças nas atividades das esterases dos tecidos de animais expostos a 0,01 mg/L entre os grupos hipoxia e normoxia deve ter ocorrido porque a concentração de organofosforado não foi suficiente para superar a primeira barreira de proteção das esterases séricas e atingir os tecidos. Mas, no experimento com 0,02 mg/L de metilparation, as inibições de AChE e de BChE no músculo dos animais em hipoxia podem ser explicadas pela diminuição da atividade de CarbE do soro dos pacus. / The inhibitory action of organophosphates on cholinesterases is a specific phenomenon, and it is used as a biomarker of exposure to organophosphate in live animals. Inhibition of cholinesterases results in the accumulation of acetylcholine in the synaptic clefts of cholinergic synapses, which can lead to death. Another enzyme which is affected by organophosphates is the carboxylesterase (CarbE). CarbE are involved in phase I of xenobiotic biotransformation and can act as a "scavenger" of organophosphates. The CarbE studied to the present date can bond to organophosphate with greater speed than other cholinesterases. Therefore, CarbE might decrease by stoichiometric uptake the binding of organophosphate at the acetylcholinesterase at cholinergic synapses and motor end plates of muscles. Experiments conducted in our laboratory showed that the CarbE activity is about 50% lower in serum and liver of pacu subjected to hypoxia. Due to the detoxifying role of CarbE we verified whether pacu, under conditions of oxidative stress, would be more sensitive to organophosphate pesticides. Nine pacus were divided into two tanks. In the first tank the animals underwent 24 hours of hypoxia followed by a further 4 hours of exposure to methylparathion in two different concentrations (0,02 or 0,01 mg/L). Thus, in the second tank the animals remained in normoxia for 24 hours and were subsequently exposed to methylparathion for 4 hours. The activities of acetylcholinesterase (AChE), butyrylcholinesterase (BChE) and CarbE were tested in serum, liver, brain, muscle and heart. We found a decrease of approximately 35% of CarbE activity in serum of the animals subjected to 24 hours of hypoxia. A fall of 85% in CarbE activity was detected in the serum of animals that suffered hypoxia and subsequent exposure to 0,02 mg/L, yet in animals exposed to 0,01 mg/L there is a decrease of 48,2%. In muscle the activities of AChE and BChE declined by half in animals submitted to hypoxia compared with animals in normoxia when exposed to 0,02 mg/L. In the tissues of pacus exposed to 0,01 mg/L of methylparathion we did not observe significant differences in the activities of AChE, BChE or CarbE. We concluded that doubling the concentration of methylparathion from 0,01 to 0,02 mg/L causes CarbE activity in the serum to decrease from 51,8% to 15%. The absence of changes in activities in the tissues of animals exposed to 0,01 mg/L between the groups hypoxia and normoxia may have occurred because the concentration of methylparathion was not sufficient to break the first enzymes barrier of protection in serum. In the experiment with 0,02 mg/L of methylparathion the activities of AChE and BChE in the muscle were most inhibited in the hypoxia group than the normoxia group. This phenomenon can be explained by the decrease in the CarbE activity in the serum of animals under hypoxia.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/urn:repox.ist.utl.pt:BDTD_UERJ:oai:www.bdtd.uerj.br:3194 |
| Date | 08 February 2012 |
| Creators | Laís Gonçalves Bessa Rego |
| Contributors | Jayme da Cunha Bastos Neto, Olga Maria Martins Silva de Almeida, Andrea Viviana Waichmann, Georgia Correa Atella |
| Publisher | Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Programa de Pós-Graduação em Biociências, UERJ, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ, instname:Universidade do Estado do Rio de Janeiro, instacron:UERJ |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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