Avaliação de potenciais efeitos da poluição atmosférica sobre a saúde de taxistas e seus mecanismos

Abstract

A exposição à poluição atmosférica é fator de risco para inúmeras doenças e faz milhares de vítimas anualmente. Essa poluição é composta por uma mistura complexa de substâncias inorgânicas e orgânicas, material particulado (MP) e gases, oriundos da emissão de indústrias e da combustão incompleta de veículos automotores. Além da poluição atmosférica, há de se considerar a poluição interna presente em residências e diferentes locais de trabalho, sejam eles indústrias ou até mesmo escritórios. Diversos poluentes ficam adsorvidos no MP e juntos a ele são inalados, acarretando efeitos deletérios à saúde. Dentre estes poluentes presentes no MP é comum observar hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs), bem como metais e metaloides, substâncias sabidamente tóxicas e classificadas como carcinogênicas. Estudos anteriores do nosso grupo de pesquisa envolvendo taxistas associaram a exposição ocupacional destes trabalhadores a efeitos deletérios. Portanto, o presente estudo objetivou avaliar a potencial associação da exposição ocupacional de taxistas à poluição atmosférica quando comparados a um grupo de não expostos ocupacionalmente, bem como investigar possíveis mecanismos oxidativos e inflamatórios que podem levar ao aumento da suscetibilidade ao câncer nestes trabalhadores expostos. Para tanto, este estudo contou com a participação de 100 taxistas da cidade de Porto Alegre, RS, uma cidade com alto índice de poluição externa (outdoor). Além disso, como grupo de não expostos à poluição atmosférica, participaram 70 trabalhadores com funções administrativas que, portanto, estão expostos a uma poluição interna (indoor) durante a jornada de trabalho. Amostras de sangue, urina e células da mucosa oral foram coletadas. Foram realizadas análises de quantificação de biomarcadores de exposição a HPAs, pelo seu metabólito urinário 1-hidroxipireno (1-OHP), e aos elementos metálicos em sangue total. Adicionalmente, foram avaliados biomarcadores de efeito relacionados a processos oxidativos, inflamatórios, bioquímicos e de dano ao DNA. Dentro dos biomarcadores de efeito também foram avaliados marcadores moleculares de expressão de genes antioxidantes, de reparo ao DNA e relacionados a processos de iniciação e progressão tumoral. Avaliou-se também a suscetibilidade individual através da genotipagem de polimorfismos enzimáticos da biotransformação de xenobióticos. O manuscrito 1 da presente tese demonstra a maior exposição de taxistas a HPAs e aos 14 metais As e Ni. À essa exposição pôde-se associar mecanismos oxidativos e respostas inflamatórias em células imunes, com consequentes alterações em níveis transcricionais de proteínas envolvidas em processos de iniciação e progressão tumoral. O segundo manuscrito apresentou a importância do equilíbrio de elementos metálicos essenciais frente à exposição ocupacional. Neste estudo foi possível observar a exposição indoor de trabalhadores com atividades administrativas, apesar de os efeitos deletérios da exposição outdoor de taxistas serem mais significativos. A exposição outdoor foi novamente relacionada a processos inflamatórios. Além disso, foi demonstrado a redução da expressão gênica e inibição de diferentes enzimas, além de maiores danos ao DNA em taxistas. O manuscrito 3 foi uma complementação aos demais resultados, apresentando diferentes metais e trazendo o Hg como o principal poluente relacionado aos processos inflamatórios observados em taxistas dos estudos prévios de nosso grupo de pesquisa. Os resultados adicionais, por sua vez, trazem dados complementares ao presente estudo. Taxistas apresentaram poucas diferenças de marcadores imunes em relação ao grupo de trabalhadores administrativos, mas apresentaram hiperglicemia e maiores marcadores precoces de dano renal. Em relação aos polimorfismos, o polimorfismo nulo das enzimas de fase II glutationa-S- transferases T1 e M1 (GSTT1 e GSTM1), bem como polimorfismo de alelo mutado da enzima delta-aminolevulinato desidratase (ALAD1-2), parecem proteger dos danos resultantes da exposição. Nossos resultados demonstraram novamente que taxistas são mais um grupo de risco para a exposição à poluição atmosférica e que esta exposição exacerba processos oxidativos e inflamatórios que, por sua vez, agem a nível molecular danificando o DNA e alterando a expressão de genes importantes para o controle de danos e supressão de processos tumorigênicos. Por fim, maiores níveis de alguns antioxidantes exógenos mostraram-se associados a hábitos dietéticos saudáveis, além de efeitos protetivos sobre o estresse oxidativo, inflamação e o risco de câncer.

Exposure to air pollution is a risk factor for numerous diseases and makes thousands of victims annually. This pollution is composed of a complex mixture of inorganic and organic substances, particulate matter (PM) and gases, from the emission of industries and the incomplete combustion of motor vehicles. In addition to air pollution, indoor pollution in homes and workplaces, whether they are industries or even offices, must be considered. Several pollutants are absorbed in the MP and together with it are inhaled, causing deleterious effects on health. Among these pollutants present in the PM it is common to observe polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), as well as metals and metalloids, substances known to be toxic and classified as carcinogenic. Previous studies by our research group involving taxi drivers have associated occupational exposure of these workers to deleterious effects. Therefore, the present study aimed to evaluate the potential association of occupational exposure of taxi drivers to air pollution when compared to a group of non-occupationally exposed individuals, as well as to investigate possible oxidative and inflammatory mechanisms that may lead to increased susceptibility to cancer in these workers exposed. In this way, this study was comprised by 100 taxi drivers from the city of Porto Alegre, RS, a city with a high rate of external traffic pollution. In addition, as a group of non-exposed to air pollution, 70 workers with administrative functions participated, which are therefore exposed to indoor pollution during their working day. Samples of blood, urine and oral mucosa cells were collected. Quantitative analysis of biomarkers of exposure to PAHs by their urinary metabolite 1-hydroxypyrene (1-OHP) and metal elements in whole blood were performed. In addition, biomarkers of effect related to oxidative, inflammatory, biochemical and DNA damage were evaluated. Within the biomarkers of effect, molecular markers of expression of antioxidant genes, DNA repair and related to initiation and tumor progression processes were also evaluated. Individual susceptibility was also evaluated through the genotyping of biotransformation enzymatic polymorphisms of xenobiotics. The manuscript 1 of this thesis demonstrates the greater exposure of taxi drivers to PAHs and As and Ni metals. Oxidative mechanisms and inflammatory responses in immune cells could be associated with this exposition, with consequent changes in transcriptional levels of proteins involved in initiation and tumor progression processes. The second manuscript presented the 16 importance of the balance of essential metallic elements in front of the occupational exposure. In this manuscript it was possible to observe the indoor exposure of workers with administrative activities, although the deleterious effects of outdoor exposure of taxi drivers were more significant. The outdoor exposure was again related to inflammatory processes. In addition, it has been demonstrated the reduction of gene expression and inhibition of different enzymes, in addition to greater DNA damage in taxi drivers. The manuscript 3 was a complement to the other results, presenting different metals and bringing the Hg as the main pollutant related to the inflammatory processes observed in taxi drivers of the previous studies of our research group. The additional results, in turn, bring data complementary to the present study. Taxi drivers showed few differences in immune markers in relation to the group of administrative workers, but presented hyperglycemia and higher early markers of renal damage. In relation to polymorphisms, the null polymorphism of phase II glutathione-S-transferase enzymes T1 and M1 (GSTT1 and GSTM1), as well as mutated allele polymorphism of the enzyme delta-aminolevulinate dehydratase (ALAD1-2), appear to protect against the resulting damage from exposure. Our results reforce that taxi drivers are another group at risk for exposure to air pollution and that this exposure exacerbates oxidative and inflammatory processes, which in turn act at a molecular level, damaging the DNA and altering the expression of genes important for control of damage and suppression of tumorigenic processes. Finally, higher levels of some exogenous antioxidants have been shown to be associated with healthy dietary habits, as well as protective effects on oxidative stress, inflammation and the risk of cancer.