Efeito da inalação de pó de carvão nos parâmetros de estresse oxidativo e inflamação em ratos obesos

Abstract

A Obesidade é um transtorno nutricional mais importante a nível mundial, a sua associação com a poluição ambiental pode ser um gatilho para modificar os parâmetros de estresse oxidativo e inflamação. O carvão é um recurso utilizado mundialmente e é uma importante fonte combustível para a geração de energia elétrica. Cerca de 85% do carvão produzido no Brasil é destinado as termoelétricas, porém este combustível causa graves problemas a saúde humana devido a sua alta toxicidade e capacidade de bioacumulação. Sabendo disso, nosso principal objetivo foi estudar os efeitos da inalação de pó de carvão no sangue, fígado e pulmão de animais obesos e não obesos. Para a realização desse trabalho utilizamos ratos Wistar que foram divididos em 2 grupos de 16 animais, o primeiro foi alimentado com uma normolipidica (NL) e o segundo com uma dieta hiperlipidica (HL). Depois de cinco meses de dieta, os animais foram submetidos à inalação de pó de carvão por 28 dias e subdivididos em: NL controle, NL com inalação, HL controle e HL com inalação. O carvão utilizado é da termoelétrica Tractebel Energia GDF Suez localizada em Santa Catarina e a concentração deste foi de 10 mg/m3 durante 3 horas por dia. As técnicas avaliadas foram Catalase (CAT), Superóxido Dismutase (SOD), Glutationa Peroxidase (GPX), Glutationa S-Transferase (GST), Sulfidril (SH), Carbonil e Espécies Reativas do Ácido Tiobarbitúrico (TBA), assim como as citocinas interleucina 1β (IL-1β), fator de necrose tumoral-α (TNF-α) e HSP70 que foram quantificados por ELISA indireto. Além disso, foram feitas análises histológicas, cometa e micronúcleo. As análises estatísticas foram realizadas pelo programa GraphPad Prism 5. Os dados foram analisados de forma grupada por meio de uma anova de duas vias, calculando o valor P, sendo considerado significativo quando P < 0,05. Os nossos resultados mostram que o modelo para induzir obesidade através da dieta foi eficiente e que a inalação de carvão alterou o padrão de atividade enzima CAT no sangue diminuindo a atividade da mesma, tanto os níveis de TBA como os de grupamentos Carbonil tiveram um aumento significativo no pulmão e fígado, respectivamente. As interleucinas pró-inflamatórias IL-1β e TNF-α mostraram-se aumentadas tanto nos animais obesos como nos animais que receberam inalação de pó de carvão. Na análise histológica observamos esteatose microvesicular grave no fígado e no Cometa observamos dano ao DNA nos animais submetidos ao carvão. Com isso concluimos que no geral a inalação de carvão contribuiu para um decrescimo nas atividades enzimáticas da CAT, GPX e GST , assim como um decrescimo no SH e um aumento no TBA e carbonil podendo indicar um possível dano oxidativo que pode ser evidenciado, também, pelo ensaio cometa, na maior parte das vezes a obesidade não representou um fator de risco a mais para a inalação de carvão.

Obesity is an important nutritional disorder in the world, its association with environmental pollution can be a trigger to increase oxidative stress and inflammatory parameters. Coal is a resource used throughout the world as an important fuel source for generating electricity. About 85% of the coal produced in Brazil is destined for the thermoelectric, but this fuel causes serious problems to human health due to its high toxicity and bioaccumulation potential. Our objective was to study the effects of coal dust inhalation in the blood, liver and lungs of obese and non-obese animals. To perform this work we used Wistar rats that were divided into 2 groups of 16 animals, the first group was fed with a normolipide diet (NL) and the second group received a fat diet (HL). After five months of diet the animals were subjected to inhalation of coal dust for 28 days and divided into: control NL, NL with inhalation, HL, and HL with inhalation. The coal used was from the thermoelectric Tractebel Energia GDF Suez located in Santa Catarina/Brazil and the concentration was 10 mg/m3 for 3 hours per day. The evaluated techniques were catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GPX), glutathione S-transferase (GST), sulfhydryl (SH), carbonyl and Thiobarbituric acid reactive substances (TBARS). The cytokines interleukin 1β (IL-1β) and tumor necrosis factor-α (TNF-α) and the protein HSP70 were quantified in serum by ELISA. Furthermore, histological analysis, comet assay and micronucleus were investigated. Statistical analyzes were performed using GraphPad Prism 5. Data were analyzed grouped by means of a two-way ANOVA, p value was considered significant when p<0.05. Our results show that the model to induce obesity by diet was efficient and coal inhalation decreased the CAT activity in the blood. TBARS and carbonyl levels in lung and liver were increased. The pro-inflammatory cytokines IL-1β and TNF-α were increased in obese animals and in animals that inhalated coal dust. Histological analysis showed serious microvesicular steatosis in the liver and comet assay observed DNA damage in animals subjected to coal. We conclude that inhalation coal dust contributed to decrease enzymatic activity of CAT, GPX and GST, as well as a decrease in SH groups and an increase in the TBARS and carbonyl levels may indicate a possible oxidative damage that was evidenced by comet assay, in most cases, obesity does not represent an additional risk factor for inhalation of coal.