Potenciais efeitos tóxicos de xenobióticos ambientais sobre a saúde infantil no meio rural

Abstract

Nas últimas décadas, tem ocorrido, em todo o mundo, uma maior preocupação em relação ao aumento na incidência de doenças infantis antes consideradas raras, como câncer, diabetes, desordens neurocomportamentais e desregulação endócrina. Concomitantemente, há um maior reconhecimento de que agentes químicos podem estar envolvidos na fisiopatologia dessas doenças. No ambiente rural, além dos próprios agricultores, as crianças também se encontram expostas a diversos xenobióticos provenientes das atividades agrícolas, incluindo agrotóxicos, metais, nicotina e solventes. Nesta linha, o presente estudo avaliou a exposição ambiental de crianças, filhas de agricultores da região central do RS, em períodos diferentes do ano, através da quantificação de biomarcadores de exposição a metais, agrotóxicos, nicotina e solventes, biomarcadores de dano oxidativo e renal, bem como dosagens hormonais e bioquímicas. Também, possíveis alterações na tireoide foram avaliadas através de exame ultrassonográfico da glândula. No capítulo I, níveis aumentados de cromo (Cr) no sangue, cotinina urinária e microalbuminúria foram encontrados nas crianças em um período de início da aplicação de agrotóxicos, bem como observou-se aumento nos biomarcadores de dano oxidativo malondialdeído (MDA) e proteínas carboniladas (PCO), em relação ao período de colheita do tabaco. Os biomarcadores de exposição (Cr e cotinina) foram associados ao aumento do dano oxidativo. Adicionalmente, os níveis aumentados de Cr foram associados com diminuição de linfócitos e aumento de basófilos. No capítulo II, observamos que alguns metais, especialmente o manganês (Mn) e Cr, apresentavam níveis cronicamente aumentados nas crianças, uma vez que estes estavam acima dos valores de referência recomentados, tanto no sangue quanto no cabelo, nos períodos de baixa e alta exposição aos agrotóxicos. Ambos os metais foram associados a alterações nos níveis circulantes de hormônios tireoidianos (HT), sugerindo possível efeito de desregulação endócrina sobre a glândula tireoide. Os níveis de Mn no cabelo foram, também, associados ao aumento da prolactina sérica nos dois períodos estudados, sugerindo possível efeito adverso dopaminérgico do metal. Outros metais, como arsênio (As) e níquel (Ni) apresentaram níveis elevados no sangue e cabelo no período de alta exposição a agrotóxicos em comparação ao período de baixa exposição. Além do Cr e Mn, 15 chumbo (Pb) e mercúrio (Hg) parecem ter influência sobre os níveis de HT, estando associados ao aumento de hormônio estimulante da tireoide (TSH) e dimuinição do hormônio tiroxina (T4) livre. Adicionalmente, inibição da enzima butirilcolinesterase (BuChE) sérica foi observada no período de alta exposição aos agrotóxicos em relação ao período de baixa exposição, sugerindo exposição aos inseticidas inibidores da colinesterase. Em relação aos parâmetros bioquímicos avaliados, níveis de glicemia de jejum foram significativamente aumentados no período de alta exposição aos agrotóxicos e foram inversamente associados com a atividade da BuChE, indicando um possível efeito adverso dos inseticidas inibidores da colinesterase sobre a homeostase da glicose. As crianças também apresentaram perfil lipídico aumentado nos dois períodos estudados. Portanto, nossos dados, tomados em conjunto, sugerem que crianças residentes no meio rural, são ambientalmente expostas a diferentes xenobióticos, podendo apresentar alterações hematológicas, alterações dos hormônios tireoidianos, dano lipídico, proteico e renal. Tais alterações possivelmente estão relacionadas à co-exposição a diferentes xenobióticos envolvidos nas práticas agrícolas, especialmente metais, agrotóxicos e nicotina. Nossos resultados mostram que, de fato, os xenobióticos ambientais representam fortes determinantes de saúde infantil, podendo estar envolvidos no desenvolvimento de alterações fisiopatológicas e doenças como diabetes, câncer, desordens neurológicas, entre outras.

In the last decades, there has been concern worldwide about the increasing incidence of previously rare childhood diseases such as cancer, diabetes, neurobehavioral disorders, and endocrine disruption. Concomitantly, there is greater recognition that chemical agents may be involved in the pathophysiology of these diseases. In the rural environment, in addition to the farmers themselves, children are also exposed to various xenobiotics from agricultural activities, including pesticides, metals, nicotine and solvents. In this line, the present study evaluated the environmental exposure of children, whose parents were farmers in the central region of RS, during different periods of the year, through the quantification of biomarkers of exposure to metals, pesticides, nicotine, and solvents, biomarkers of oxidative and renal damages, as well as hormones and biochemical parameters quantifications. In addition, possible alterations on thyroid was evaluated through ultrasonography examination of the gland. In the chapter I, increased blood levels of chromium (Cr), urinary cotinine and microalbuminuria were found in children at the beginning of the pesticides application period, as well as an increase in the biomarkers of oxidative damage malondialdehyde (MDA) and protein carbonyls (PCO), in relation to the tobacco harvest period, were observed. The biomarkers of exposure (Cr and cotinine) were associated with increased oxidative damage. Additionally, increased Cr levels were associated with decreased lymphocytes and increased basophils. In the chapter II, we observed that some metals, mainly manganese (Mn) and Cr, showed levels chronically elevated in children, as they were above the recommended reference values in both blood and hair in the two periods. Both metals were associated with changes in the circulating levels of thyroid hormones (TH), suggesting possible effect of endocrine disruption on the thyroid gland. The hair Mn levels were also associated with increased serum prolactin in the two studied periods, suggesting a possible dopaminergic adverse effect of this metal. Other metals, such as arsenic (As) and nickel (Ni), had high blood and hair levels in the period of high exposure to pesticides compared to the period of low exposure. In 18 addition to Cr and Mn, lead (Pb) and mercury (Hg) can influence TH levels, being associated with increased TSH and decreased free T4 levels. In addition, inhibition of the enzyme butyrylcholinesterase (BuChE) was observed in the period of high exposure to pesticides in relation to the period of low exposure, suggesting exposure to cholinesterase inhibitors insecticides. Regarding the biochemical parameters evaluated, fasting blood glucose levels were significantly increased during the period of high exposure to pesticides and were inversely associated with BuChE activity, indicating a possible endocrine disrupting effect of cholinesterase inhibitors insecticides on glucose homeostasis. The children also had an increased lipid profile in both studied periods. Therefore, our data, taken together, suggest that children environmentally exposed to xenobiotics in rural areas may present hematological alterations, changes in thyroid hormones, lipid, protein and renal damage. Such alterations were related to co-exposure to different xenobiotics involved in agricultural practices, mainly metals, agrochemicals and nicotine. Our results showed that, in fact, environmental xenobiotics represent strong determinants of childhood health, and may be involved in the development of physiopathological alterations and diseases like diabetes, cancer, neuropsychological disorders, among others.