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CONTAMINANTES EMERGENTES (3º Capítulo): Retardantes de Chamas – Bifenilas Polibromadas (PBDEs)

CONTAMINANTES EMERGENTES (3º Capítulo): Retardantes de Chamas – Bifenilas Polibromadas (PBDEs)

Murilo Pazina, Bruno Alves Rochab, Fernando Barbosa Júniorb, Daniel Junqueira Dortaa

aLaboratório de Toxicologia e Química Clínica, Departamento de Química, Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo (FFCLRP/USP)

bLaboratório de Toxicologia e Essencialidade de Metais, Departamento de Análises Clínicas, Toxicológicas e Bromatológicas, Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo (FCFRP/USP)

Edição Vol. 2, N. 10, 07 de Abril de 2015

DOI: http://dx.doi.org/10.15729/nanocellnews.2015.04.06.007

Contaminantes emergentes, compostos que estão presentes no nosso cotidiano e que podem causar nossa intoxicação, câncer e, até morte. Saiba quais são e como evita-los.

A vida na sociedade moderna está diretamente associada à palavra consumo, seja de equipamentos eletrônicos, roupas, carros, alimentos, etc. E é de conhecimento da sociedade que um elevado número de processos químico-industriais são necessários para satisfazer a demanda mundial pelo consumo de bens e serviços da população. Porém, esta elevada necessidade social por produtos diversos vem com um alto preço e quem paga é o meio ambiente, por meio da degradação dos ecossistemas (destruição da flora e fauna), bem como o lançamento de poluentes na atmosfera, solo e água (rios e oceanos) (1).

Para suprir esta grande demanda por bens de consumo, houve um rápido desenvolvimento e crescimento industrial e com o aumento na demanda por produtos aumentou a exposição do homem e do ambiente a diversos compostos com elevado potencial tóxico. Estes compostos estão presentes no nosso cotidiano e têm gerado uma grande preocupação entre os cientistas, são os chamados “contaminantes emergentes”. Mas o que é um contaminante emergente? Os contaminantes emergentes são geralmente substâncias tóxicas persistentes, que podem alterar o metabolismo dos seres vivos, sendo que a utilização de muitos destes ainda não é controlada, pois não estão sujeitos a normas regulatórias de agências pertinentes, responsáveis pela proteção da saúde humana e do ambiente (2).

De acordo com Sauvé e Desrosiers, os contaminantes emergentes podem ser divididos em três classes:

1 – contaminantes que surgiram recentemente;

2 – contaminantes de preocupações emergentes, ou seja, compostos que já são utilizados há algum tempo, mas que sua possível ação tóxica tem sido levada em consideração recentemente;

3 – contaminantes tradicionais que possuem efeito conhecido, mas que ainda são estudados sob uma visão diferente, descobrindo outros mecanismos de ação tóxica sobre o homem ou o ambiente (2).

No capítulo 1 e 2, discutimos um pouco sobre a classe dos contaminantes emergentes, o bisfenol A e análogos, ftalatos e parabenos que também são classificados como desreguladores endócrinos (3-4) (veja mais em http://www.nanocell.org.br/contaminantes-emergentes-1o-capitulo-bisfenol-a-e-analogos/ e http://www.nanocell.org.br/contaminantes-emergentes-2o-capitulo-ftalatos-e-parabenos/). Os órgãos oficiais classificam como um desregulador endócrino aquelas substâncias que podem agir sobre o sistema hormonal dentre outros efeitos negativos sobre a saúde da população.

Dentre estes contaminantes, os retardantes de chama polibromados merecem uma atenção especial por possuírem uma alta persistência no meio ambiente e assim serem considerados como poluentes orgânicos persistentes (5). Dentre estes compostos estão os Éteres de Bifenilas Polibromadas (PBDEs).

A utilização dos PBDEs serve como medida de segurança na prevenção de incêndios. Estes são utilizados em indústrias de eletroeletrônicos, têxtil, automobilística e construção civil, sendo empregados em materiais como madeira, plásticos, papéis, utensílios de cozinha, dentre outros (6). Sem os PBDEs em sua composição, os objetos queimariam com muita facilidade e rapidamente, o que leva a possíveis danos materiais e à saúde. Assim, durante ou após o processo de fabricação destes bens de consumo, os PBDEs são adicionados com o objetivo de tornar os materiais mais resistentes ao fogo ou à alta temperatura, inibindo ou suprimindo o processo de combustão e reduzindo o risco de lesões em casos de incêndio (7). Devido a sua alta eficiência contra a propagação da chama e o baixo custo, os PBDEs são um dos retardantes de chamas mais empregados, desta forma a população está em contato com estes compostos diariamente (7).

Os PBDEs podem entrar em contato com a população e contaminar o meio ambiente em diversas ocasiões, por exemplo: durante o processo de fabricação, na incorporação aos produtos, durante o tempo de uso do produto contendo estas substâncias e também com efluentes contaminados pelo descarte incorreto destes compostos (8).

Do ponto de vista toxicológico, os PBDEs são muito perigosos, pois a maioria dos seus representantes possui as características de serem altamente absorvidos, lentamente excretados e apresentam alto potencial de bioacumulação (9). Isto ocorre principalmente devido a elevada lipofilicidade desta classe de compostos (10). Diversos estudos relatam o potencial tóxico dos PBDEs e dentre eles podemos destacar: hepatotoxicidade (11), alterações no sistema imune (12), neurotoxicidade (13) e ações endócrinas, assim como os outros desreguladores endócrinos (14) (Figura 1). Sabe-se que a maioria destes compostos é resistente a ácidos, bases, luz, calor, redução e oxidação (15), portanto, em relação ao meio ambiente pode-se afirmar que são extremamente persistentes, ou seja, o acúmulo destes no ambiente é elevado.

contaminantes-emergentes

Figura 1: Fontes de contaminação dos PBDEs e os alvos dos seus efeitos tóxicos no corpo humano.

Os PBDEs podem ser encontrados em diversos compartimentos ambientais, pois como citado por Hites (2004) em sua revisão de estudos, elevadas concentrações destes compostos já foram identificadas em amostras ambientais e biológicas (humanos e animais). Como no caso de ambientes ocupacionais na Suécia, nos quais foram detectados 67.000 ng/g no ar; em lactantes norte americanas (193 ng/g de lipídios); e em ovos de gaivota da região dos Grandes Lagos, EUA (7.500 ng/g de lipídios). Em outro estudo, realizado com mulheres australianas, foi detectada a presença de diferentes compostos desta classe em todas as amostras de leite materno, sendo que os compostos encontrados foram BDE-47, BDE-99, BDE-100, BDE-153, BDE-154 e BDE-183 (17).

Um dos PBDEs mais utilizados, o tetraBDE-47, foi encontrado em amostras de sangue de trabalhadores em uma indústria de equipamentos eletrônicos chinesa, sendo que foi realizada uma analise e foi verificada uma correlação entre uma presença maior deste composto em homens inférteis, relacionando este composto com desregulação endócrina e esterilização (18)

Além das análises que encontraram quantidades relevantes de PBDEs em diversos tipos de amostras, outros vieram para comprovar o potencial tóxico destes compostos, como o trabalho de Koenig e colaboradores (2012), o qual confirmou que a exposição perinatal ao PBDE-47 pode causar problemas no desenvolvimento neurológico de crianças lactentes (19). Ainda avaliando o potencial tóxico, Chen e colaboradores (2012) testando a ação do BDE-47 em peixes (zebrafish) observaram que os padrões de conectividade neuronal foram alterados e isto pode contribuir para os déficits comportamentais motores (20).

Em outro estudo, realizado por Souza e colaboradores, foi observado que o BDE-99 pode causar morte celular por apoptose, através do aumento da concentração de radicais livres dentro das células (1). Um estudo similar demonstrou que o BDE-47 tem a capacidade de aumentar a produção de radicais livres nas células, no qual foi apontado que talvez a mitocôndria seja o principal alvo de toxicidade celular, o que teria causado este aumento na produção destes radicais no interior da célula e indução de morte celular (21). Neste sentido, outros trabalhos já demonstraram que os BDE-100 e BDE-154 interferem com a funcionalidade mitocondrial (22-23).

Tendo em vista todos estes dados sobre a toxicidade destes compostos, mais estudos envolvendo a avaliação da exposição humana e seus efeitos tóxicos é de extrema importância; como estudos de biomonitoramento nas populações, com objetivos de avaliar e gerar dados sobre esta classe de compostos. Estes estudos devem visar a necessidade de regular o uso, bem como programar medidas de redução da exposição a esses agentes químicos para proteção da saúde da população e do meio ambiente.

Assim como para outros contaminantes emergentes, em países da Europa, Estados Unidos, Canadá, entre outros, existe uma elevada preocupação com relação à toxicidade dos PBDEs, tanto que já proibiram o uso, produção, importação, comercialização e descarte de algumas classes de PBDEs e produtos contendo os mesmos. De acordo com algumas agências de regulamentação desses países, as classes com maior potencial tóxico e que passam a ter um maior controle são tetra-BDE, penta-BDE, octa-BDE e principalmente o deca-BDE, além de misturas, polímeros e resinas contendo estas substâncias (24-26). Entretanto, no Brasil ainda não há restrições legais para o uso dos PBDEs, devido a essa carência de estudos relacionados às classes de contaminantes emergentes em geral, mostrando que existe uma necessidade do desenvolvimento destes estudos de biomonitoramento para maior divulgação dos efeitos tóxicos e os perigos que estes contaminantes representam.

Referências

1- Souza AO, Pereira LC, Oliveira DP, Dorta DJ. BDE-99 congener induces cell death by apoptosis of human hepatoblastoma cell line – HepG2. Toxicology in vitro. 2013; 27: 580-587.

2- Sébastien Sauvé, Mélanie Desrosiers. A review of what is an emerging contaminant. Chemistry Central Journal. 2014; 8:15-22.

3- Rocha BA, Barbosa Júnior F. CONTAMINANTES EMERGENTES (1º Capítulo): Bisfenol A e análogos. Nanocell News. 2014 10/01/2014;2(1). Epub 09/29/2014.

4- Souza JMO, Azevedo LF, Rocha BA, Barbosa Júnior F. CONTAMINANTES EMERGENTES (2º Capítulo): Ftalatos e Parabenos. Nanocell News. 2014 11/11/2014;2(3). Epub 11/10/2014.

5- She YZ, Wu JP, Zhang Y, Peng, Y, Mo L, Luo, XJ, Mai BX. Bioaccumulation of polybrominated diphenyl ethers and several alternative halogenated flame retardants in a small herbivorous food chain. Environmental Pollution. 2013; 174:164-170, 2013.

6- Chevrier J, Harley KG, Bradman A, Gharbi M, Sjodin A, Eskenazi B. Polybrominated diphenyl ether (PBDE) flame retardants and thyroid hormone during pregnancy. Environmental Health Perspectives. 2011; 118: 1444-1449.

7- Pestana CR, Borges KB, Fonseca P, Oliveira DP. Risco ambiental da aplicação de éteres de difenilaspolibromadas como retardantes de chama. Revista Brasileira de Toxicologia. 2008; 21:41-48, 2008.

8- Danish Environmetal Protection Agency. Brominated flame retardants substance flow analysis and assessment of alternatives. Copenhagen, 1999.

9- Richardson SD, Ternes TA. Water Analysis: Emerging Contaminants and Current Issues. Analytical Chemistry. 2005; 77:3807-3838.

10- Braekevelt E, Tittlemier SA, Tomy. Direct measurement of octanol–water partition coefficients of some environmentally relevant brominated diphenyl ether congeners. Chemosphere. 2003; 51:563-567.

11- Nash JT, Szabo DT, Carey GB. Polybrominated diphenyl ethers alter hepatic phosphoenolpyruvate carboxykinase enzyme kinetics in male Wistar rats: implications for lipid and glucose metabolism. Journal of Toxicological Environmental Health. 2013; 76:142-156.

12- Fair PA,  Stavros HC, Mollenhauer MA, Dewitt JC,  Henry N, Kannan K, Yun SH, Bossart GD, Keil DE,  Peden-Adams MM. Immune function in female B(6)C(3)F(1) mice is modulated by DE-71, a commercial polybrominated diphenyl ether mixture. Journal of Immunotoxicology. 2012; 9:96-107.

13- Slotkin TA, Card J, Infante A, Seidler FJ. BDE99 (2,2′,4,4′,5-pentabromodiphenyl ether) suppresses differentiation into neurotransmitter phenotypes in PC12 cells. Neurotoxicology and Teratology. 2013; 37:13-17.

14- Yu L, Lam JCW, Guo Y, Wu RSS, Lam PKS, Zhou B. Parental transfer of polybrominated diphenyl ethers (pbdes) and thyroid endocrine disruption in zebrafish. Environmental Science e Technology. 2011; 45:10652-10659.

15- Costa VQ. Ocorrência de éteres difenilicos polibromados em sedimentos, peixes e mexilhões da Baía de Guanabara. Relatório Anual de Iniciação Científica. Pontifícia Univercidade Católica (PUC-RJ). 2006.

16- Hites RA. Polybrominated diphenyl ethers in the environment and in people: A meta-analysis of concentrations. Environmental Science e Technology. 2004; 38:945-956.

17- Toms LML, Harden FA, Symons RK, Burniston D, Furst P, Muller JF. Polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) in human milk from Australia. Chemosphere. 2007; 68:797-803.

18- Wang, C.; Lin, Z.; Dong, Q.; Lin, Z.; Lin, K.; Wang, J.; Huang, J.; Huang, X.; He, Y.; Huang, C.; Yang, D.; Huang, C. Polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) in human serum from Southeast China. Ecotoxicology and Environmental Safety, 2012; 78:206-211.

19- Koenig CM, Lango J, Pessah IN, Berman RF. Maternal transfer of BDE-47 to offspring and neurobehavioral development in C57BL/6J mice. Neurotoxicololy and Teratololy. 2012; 34:571-580.

20- Chen X, Huang C, Wang X, Chen J, Bai C, Chen Y, Chen X, Dong Q, Yang D. BDE-47 disrupts axonal growth and motor behavior in developing zebrafish. Aquatic Toxicololy. 2012; 15:35-44.

21- Hu X, Hu D, Xu D. Effects of tetrabrominated diphenyl ether and hexabromocyclododecanes in single and complex exposure to hepatoma HepG2 cells. Environmental Toxicology and Pharmacology. 2009; 27:327-337.

22- Pereira LC, de Souza AO, Dorta DJ. Polybrominated diphenyl ether congener (BDE-100) induces mitochondrial impairment. Basic & Clinical Pharmacology & Toxicology. 2013; 112:418-24.

23- Pereira LC, Miranda LF, de Souza AO, Dorta DJ. BDE-154 induces mitochondrial permeability transition and impairs mitochondrial bioenergetics. J Toxicol Environ Health A. 2014; 77:24-36.

24- Cal/EPA – California Environmental Protection Agency Sacramento, California. Polybrominated diphenyl ethers: recommendations to reduce exposure in California. A Report of the Cal/EPA PBDE Workgroup. 2006.

25- CEPA – Canadian environmental protection act. Polybrominated Diphenyl Ethers Regulations Canada Gazette Part II, v.142, n.14. p.1665-1682. 2008.

26- BSEF – Brominated Science and Environmental Forum. European regulation and brominated flame retardants. Disponível em: http://www.bsef.com/regulation/europe/an-overview-of-european-legislation.

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