Efeito do tabagismo entre doadores de sangue sobre a concentração de elementos tóxicos, essenciais e estresse oxidativo em concentrado de hemácias

Abstract

A transfusão de sangue é uma das terapias mais realizadas no mundo, mas apesar dos esforços para aumentar a segurança transfusional, está associada a riscos aos receptores. Atualmente não existem restrições para doação de sangue para fumantes. Sabe-se que na fumaça do cigarro já foram identificadas cerca de 5.000 substâncias tóxicas, entre elas o monóxido de carbono (CO) e elementos traço tóxicos. Ainda, o tabagismo contribui para o desequilíbrio entre antioxidantes e oxidantes, sendo uma via importante para o desenvolvimento de doenças. O concentrado de hemácias (CH) é o hemocomponente mais frequentemente transfundido e tende a ser o principal afetado pela toxicidade do cigarro devido à afinidade da hemoglobina por CO e as hemácias serem importantes alvos do estresse oxidativo. Em função da escassez de estudos avaliando a qualidade e a segurança do CH proveniente de doadores fumantes sob um ponto de vista toxicológico, foi conduzido um estudo observacional, longitudinal, de caso-controle, pareado, entre doadores de sangue fumantes (n=36) e não fumantes (n=36) do Banco de Sangue do Hospital de Clínicas de Porto Alegre. Primeiramente avaliamos efeito do tabagismo sobre a concentração de elementos essenciais e elementos traço tóxicos no CH. Como biomarcador de exposição foi quantificada a concentração de carboxihemoglobina (COHb) por co-oximetria e os elementos potencialmente tóxicos determinados foram arsênico, cádmio, chumbo, cromo e níquel e os essenciais, cálcio, magnésio, cobre, ferro, manganês, molibdênio, selênio e zinco, por espectrometria de massa por plasma indutivamente acoplado (ICP-MS). Nossos resultados mostraram que a COHb foi 14 vezes mais elevada (P<0,001) no CH de doadores fumantes. Nessas bolsas, encontramos maior concentração de metais tóxicos como cádmio, chumbo (P<0,001) e uma redução global de elementos essenciais (P<0,05), exceto o molibdênio. Adicionalmente, exploramos a influência do tabagismo no estado oxidativo dos CH antes do armazenamento, pela análise dos biomarcadores de efeito malondialdeído (MDA), glutationa peroxidase (GPx), glutationa S-transferase (GST), grupos tiol não proteicos e níveis de vitamina C e sua associação com o biomarcador cotinina urinária. O tabagismo foi associado com níveis mais baixos de GPx (P <0,001) e vitamina C (P <0,001) e aumento dos níveis de GST (P<0,001). Correlações 6 negativas foram encontradas entre os níveis de cotinina, GPx (r = -0,693; P <0,001) e vitamina C (r = -0,381; P <0,001), além de uma correlação positiva entre os níveis de cotinina e atividade de GST (r = 0,294; P = 0,015), sugerindo que o cigarro afeta as defesas antioxidantes do CH antes do armazenamento. Os resultados dessa tese sugerem que o tabagismo entre doadores de sangue pode prejudicar a qualidade e segurança do CH indicando um risco potencial aos receptores suscetíveis, especialmente recém-nascidos e crianças. Tais resultados poderão nortear políticas para inclusão da pergunta sobre o hábito de fumar na triagem de doadores em toda rede hemoterápica, bem como contribuir com o estabelecimento de novos protocolos para redução de risco transfusional.

Blood transfusion is one of the widest therapies in the world, but despite efforts to increase transfusion safety, it is associated with the risk to recipients. Currently, there are no restrictions for smoker donors. More than 5,000 toxic substances were already identified in the cigarette smoke, including carbon monoxide (CO) and toxic trace elements. Moreover, smoking contributes to the imbalance between oxidants and antioxidants defenses, being an important pathway for the development of diseases. Red blood cells are the most frequent blood component transfused and probably are the main affected by the cigarette toxicity due to the affinity of hemoglobin for CO. Additionally, red blood cells are important targets of oxidative stress. Because studies evaluating the quality and safety of donated blood from a toxicological point of view are scarce, a longitudinal, case-control, matched case-control study was conducted between smoker (n = 36) and nonsmoker blood donors (n = 36) from the Blood Bank of the Hospital de Clínicas of Porto Alegre. Firstly, we evaluated the effect of smoking in essential and trace elements levels in the packed red blood cells (PRBC). Carboxyhemoglobin (COHb) levels were taken by co-oximetry as the marker of cigarette exposure. Arsenic, cadmium, lead, chromium, and nickel, as well as essential elements calcium, manganese, molybdenum, selenium, and zinc, were determined by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). Our results showed that COHb was 14 times higher in the PRBCs from smoker than non-smokers (P <0.001). In these bags, we found a higher concentration of toxic metals such as cadmium and lead (P <0.001) and an overall reduction of essential elements (P <0.05), except for molybdenum. Additionally, we investigated the influence of smoking on the oxidative state of PRBCs before storage by the analysis of biomarkers as malondialdehyde (MDA), glutathione peroxidase (GPx), glutathione S-transferase (GST), non-protein thiol groups, vitamin C levels and their association with cotinine biomarker. Smoking was associated with lower vitamin C levels and GPx activity and increased GST activity. Negative correlations were found between cotinine levels and GPx activity (r = -0.693; P <0.001), and between cotinine and vitamin C levels (r = -0.381; P <0.001). We also found a positive correlation between cotinine levels and GST activity (r = 0.294; P = 0.015), indicating that smoking impairs the oxidative defenses 8 of PRBCs before storage. Overall, our results showed that smoking among blood donors can impair the quality and safety of PRBCs indicating a potential risk to susceptible recipients, especially newborns and children. Such results could guide policy to include the question about smoking in blood donor screening, as well as to the establishment of new protocols for reduction of transfusion risks.