Evaluation of human contamination with polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and their nitrated derivatives (NHPAs): a review of methodology

Quimica nova

Ferreira, Luiz Filipe V.¹  Oliveira, Anabela S.¹  Barek, Jiri²  Dias, Ana Elisa X. O.³  Moreira, Josino C.³  Pereira Netto, Annibal D.⁴  Arbilla, Graciela⁵ 

[1] Centro de Química-Física Molecular;Charles University, Prague, Czech Republic;Fundação Oswaldo Cruz, Rio de Janeiro;Universidade Federal Fluminense, Niterói;Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro

关键词: polycyclic aromatic hydrocarbons and nitroderivatives;    human contamination;    carcinogenic/mutagenic coumpounds.  ;     ;    INTRODUÇÃO Os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) constituem uma família de compostos caracterizada por possuírem 2 ou mais anéis aromáticos condensados. Estas substâncias;    bem como seus derivados nitrados e oxigenados;    têm ampla distribuição e são encontrados como constituintes de misturas complexas em todos os compartimentos ambientais. De maneira geral;    tanto os HPAs quanto seus derivados estão associados ao aumento da incidência de diversos tipos de canceres no homem1-4. A elevada taxa de mortalidade (cerca de 6;    5 milhões de pessoas morrem de câncer anualmente) e o fato de que os tratamentos para estas doenças são dispendiosos;    demorados e normalmente trazem muito sofrimento aos doentes;    expõem claramente os benefícios potenciais que o entendimento;    a avaliação e o controle da exposição humana a substâncias que possuam atividade carcinogênica/mutagênica podem trazer;    particularmente quando sabe-se que a grande maioria dos canceres resulta de interações genéticas e ambientais;    sendo as causas externas (ambientais);    em conjunção com fatores de suscetibilidade adquirida;    as mais importantes73. No caso dos HPAs e seus derivados;    isto é feito geralmente através do monitoramento dos níveis ambientais desta substâncias;    do conhecimento das suas vias de penetração no organismo;    de seu metabolismo;    bem como da avaliação precoce de seus efeitos biológicos. Vários componentes deste grupo são capazes de reagir diretamente;    ou após sofrerem transformações metabólicas;    com o DNA;    tornado-se potenciais carcinógenos e eficientes mutágenos1;    5-9. Dentre suas inúmeras fontes;    podem ser citados os processos de combustão de material orgânico (particularmente a exaustão de motores a diesel ou a gasolina);    a queima de carvão;    as fotocopiadoras;    a exaustão de plantas de incineração de rejeitos;    a fumaça de cigarro além de vários processos industriais como;    por exemplo;    a produção de alumínio e a gaseificação do coque;    etc3;    8-13. A composição e a complexidade das misturas de HPAs dependem das fontes emissoras. Em geral essas misturas são bastante complexas;    contêm uma grande variedade de HPAs em diferentes níveis de concentração. Os HPAs;    por suas ubiqüidades;    constituem uma ameaça potencial para a saúde de toda a população. No entanto;    alguns grupos populacionais;    como por exemplo aqueles constituídos por pessoas que residem ou trabalham em ambientes diretamente influenciados por estas fontes;    estão submetidos a um risco maior. A seriedade dos efeitos que a exposição aos HPAs pode ter sobre o organismo humano fez com que especial atenção fosse dedicada ao desenvolvimento de metodologias analíticas hábeis para identificação e determinação de bioindicadores da concentração absorvida (dose interna);    da concentração presente nos sítios de ação biológica críticos (dose biológica efetiva) assim como de quaisquer efeitos precoces. Em todos os casos;    a variabilidade da composição das misturas;    a complexidade das amostras e as baixas concentrações que;    em geral;    são observadas;    exigem a utilização de métodos analíticos altamente seletivos e de elevada sensibilidade. Esta revisão apresenta alguns aspectos do metabolismo humano destas substâncias e sumariza as principais metodologias analíticas utilizadas para avaliação da exposição humana;    procurando realçar a necessidade de maiores investimentos nesta área.  ;    ABUNDÂNCIA;    CARACTERÍSTICAS FÍSICO-QUÍMICAS E EXPOSIÇÃO HUMANA A exposição humana aos HPAs se dá principalmente através da contaminação ambiental. Estudos realizados na Inglaterra estimam que um total de cerca de 54.000 toneladas destas substâncias contaminam atualmente o ambiente no território do Reino Unido. Processos de combustão de matéria orgânica seriam responsáveis pela introdução de cerca de 1000 toneladas/ano;    das quais os veículos motorizados responderiam por cerca de 80 toneladas/ano. Esta contribuição é mais significativa (>;    35%) nas grandes cidades11;    14;    15;    mas outros processos;    como incêndios em florestas;    também podem emitir quantidades significativas de HPA para atmosfera77-79. Os níveis de HPAs encontrados em amostras ambientais e biológicas são mostrados da Tabela 1. ;    Em geral;    as concentrações ambientais de seus derivados nitrados e oxigenados são cerca de 100 a 1000 vezes inferiores àquelas dos correspondentes HPAs. Algumas propriedades físico-químicas importantes para se entender o comportamento ambiental e biológico de representantes do grupo dos HPAs são mostradas na Tabela 2. ;    Como pode ser observado na Tabela 2;    estas substâncias são pouco solúveis em água e;    em geral;    sua solubilidade diminui com o aumento do numero de anéis. HPAs apresentam também;    coeficientes de partição octanol/água superiores a 1000;    demonstrando grande afinidade lipofílica que aumenta com o número de anéis aromáticos da molécula. Por outro lado;    a volatilidade destes compostos diminui com o aumento do peso molecular e;    consequentemente;    HPAs de pesos moleculares mais baixos são mais voláteis e apresentam maiores pressões de vapor que os mais pesados. O mesmo é observado com os valores da constante de Henry que diminui com o aumento do peso molecular destas substâncias16. Como conseqüência destas propriedades;    na atmosfera;    estas substâncias podem ser encontradas tanto na fase gasosa quanto adsorvidas no material particulado. A concentração de cada componente em ambas as fases é função de sua volatilidade e de sua afinidade pelas superfícies das partículas atmosféricas. No solo;    HPAs encontram-se geralmente adsorvidos no material constituinte e ficam retidos nas camadas superiores. As meias vidas dos compostos de maior peso molecular são relativamente elevadas e indicam que sua degradação é lenta37. Em virtude de suas propriedades físico-químicas e da grande distribuição ambiental;    o risco de contaminação humana por estas substâncias é significativo. De fato;    devido ao seu caráter lipofílico;    HPAs e seus derivados podem ser absorvidos pela pele;    por ingestão ou por inalação;    sendo rapidamente distribuídos pelo organismo. A quantidade absorvida por inalação varia de acordo com o grau de contaminação atmosférico;    que está diretamente relacionado com a urbanização;    ao tráfego de veículos automotores (principalmente motores diesel) e com o tipo e a industrialização da área. Em ambientes fechados;    a fumaça de cigarro e as fontes de aquecimento podem contribuir para o aumento dos níveis ambientais de HPAs. Alguns processos industriais (Tabela 3) também contribuem significativamente para o aumento da concentração atmosférica destas substâncias. ;    A absorção dérmica é bastante importante em algumas atividades industriais;    podendo ser a responsável por até 90% da quantidade absorvida pelo organismo17;    18. Os alimentos são considerados outra importante fonte de exposição humana;    tanto devido à formação de HPAs durante o cozimento;    quanto devido à deposição atmosférica sobre grãos;    vegetais e frutas. Estudos realizados com pessoas não fumantes e não ocupacionalmente expostas estimam uma ingestão diária de cerca de 3;    12 mg de 8 HPAs (benzo[a]antraceno;    criseno;    benzo[b] fluoranteno;    benzo[k]fluoranteno;    benzo[a]pireno;    indeno[1;    2;    3-cd]pireno;    dibenzo[a;    h]antraceno e benzo[ghi]perileno) sendo os alimentos;    responsáveis por cerca de 96% desta ingestão. O restante é absorvido diretamente do ar (1;    6%);    da água (0;    2%) e do solo (0;    4%). Fumantes que consomem 1 maço de cigarros sem filtro por dia podem ingerir um adicional entre 1 - 5 mg17. Quando absorvidos diretamente da fase gasosa;    os HPAs são rapidamente metabolizados e eliminados pelo organismo (o BaP;    por exemplo;    é eliminado em cerca de 1 hora). Entretanto;    quando estão associados a partículas respiráveis;    esta eliminação é bem mais demorada podendo levar semanas. Por serem rapidamente metabolizados nos tecidos corpóreos;    a bioacumulação não é observada;    mesmo nos tecidos ricos em gorduras. As maiores rotas de eliminação destas substâncias após metabolismo hepático;    são as fezes e a urina.  ;    GENOTOXICIDADE (MUTAGENICIDADE E CARCI-NOGENICIDADE) DOS HPAS E DE SEUS DERIVADOS;   

DOI  :  10.1590/S0100-40422000000600010

学科分类：化学（综合）

来源: Sociedade Brasileira de Quimica

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