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Desreguladores Endócrinos – Uma Nova Abordagem em Pesquisas na Aquicultura

Desreguladores Endócrinos – Uma Nova Abordagem em Pesquisas na Aquicultura
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Oscar Pacheco
Departamento de Engenharia de Pesca
Universidade Federal do Ceará
passosneto.op@hotmail.com

André Bezerra dos Santos
PhD em Environmental Sciences pela Wageningen University, Holanda.
Professor Associado do Departamento de Engenharia Hidráulica e Ambiental da UFC.

Franscisco Suetônio Bastos Mota
Doutor em Saúde Ambiental. Professor Titular do Departamento de Engenharia Hidráulica e Ambiental.

 

Introdução

Muitas definições têm sido utilizadas para caracterizar desreguladores endócrinos. Os conceitos têm evoluído ao longo do tempo na medida em que novas descobertas são feitas acerca de suas origens e das ações que desempenham nos organismos que afetam.

Segundo a United States Environmental Protection Agency (US EPA, 1998), desreguladores endócrinos são agentes exógenos que interferem com a síntese, a secreção, o transporte, a ligação, a ação ou a eliminação de hormônios naturalmente produzidos pelo indivíduo.

Vários pesquisadores definem desreguladores endócrinos com base nos seus efeitos, pois são substâncias químicas que, mesmo presentes em concentrações extremamente baixas (μg L-1, ng L-1), são capazes de interferir no funcionamento natural do sistema endócrino, causando câncer, prejudicando os sistemas reprodutivos e provocando outros efeitos adversos (Phillips & Harrison, 1999; Lintelmann et al., 2003; Ghiselli & Jardim, 2007).

Dentre as diversas definições que se possa apresentar, podem-se observar alguns pontos em comum:

  1. Trata-se de uma substância química exógena;
  2. Está presente em concentrações extremamente baixas;
  3. Interfere no funcionamento natural do sistema endócrino de espécies animais, incluindo os seres humanos.

(WHO, 2002; Birkett & Lester, 2003; Bila & Dezotti, 2007; Ghiselli & Jardim, 2007).

Na literatura internacional, essas substâncias são denominadas de endocrine disruptors (ED), endocrine disrupting compounds or chemicals (EDC) ou ainda exogenous endocrine-active chemicals (EAC) (Birkett & Lester, 2003; Ghiselli & Jardim, 2007; Vadja et al., 2011). A tradução para a língua portuguesa tem gerado algumas denominações diferentes e ainda não padronizadas, uma vez que há poucos grupos de pesquisadores brasileiros trabalhando com essa temática (Ghiselli & Jardim, 2007). Podem ser encontradas denominações como disruptores endócrinos (Silva et al., 2005), desreguladores endócrinos (Bila & Dezotti, 2007), interferentes endócrinos (Ghiselli & Jardim, 2007) e estrogênios ambientais (Baird, 2002).

Por fazer parte de um grupo de compostos coletivamente conhecidos como poluentes emergentes, os desreguladores endócrinos ainda são pouco estudados e suas ações sinérgicas no meio ambiente são totalmente desconhecidas para a maioria dos compostos (Niemuth & Klaper, 2015).

 

Breve histórico das pesquisas com desreguladores endócrinos

Os primeiros indícios de que substâncias com potencial de desreguladores endócrinos afetavam a vida silvestre foram verificados na década de 1980 com a observação de características femininas em espécimes macho de aves que colonizam a região dos Grandes Lagos que ocupam parte do território dos Estados Unidos e do Canadá (Reis Filho et al., 2006). Desde então pesquisadores ao redor do mundo têm observado efeitos semelhantes em outros tipos de animais como crocodilianos e peixes (SETAC, 2000; Jobling et al., 1998; Mills & Chichester, 2005; Woodling et al., 2006)

Peixes com gônadas intersexo têm sido observados em amostras coletadas a jusante do ponto de descarga de estação de tratamento de esgoto (ETE) em diversas regiões do mundo, incluindo Itália (Viganò et al., 2001), Estados Unidos (Woodling et al., 2006) e Canadá (Tetreault et al., 2011).

Woodling et al. (2006) e Vadja et al. (2011), objetivando avaliar os efeitos de desreguladores endócrinos em peixes da espécie Catostomus commersoni, nativos de rios do Estado do Colorado, Estados Unidos, identificaram a presença de gônadas intersexo em peixes coletados a jusante do ponto de descarga de uma ETE, principalmente indivíduos machos com gônadas apresentando desenvolvimento de células germinativas feminina, indivíduos de ambos os sexos com desenvolvimento gonadal atrasado, redução da quantidade de esperma e elevação dos níveis de vitelogenina no plasma sanguíneo em peixes machos, além e outras anomalias em testículos e ovários. Estes pesquisadores informam ainda que a diferenciação sexual por desreguladores endócrinos pode contribuir para um menor número de indivíduos machos de peixes a jusante de uma ETE.

Além disto, ensaios em laboratório têm confirmado a ação feminilizante ou redução do desenvolvimento testicular em diversas espécies de peixes desde meados da década de 1990, como por exemplo, Oncorhynchus mykiis (Jobling et al., 1996), Oryzias latipes (Patyna et al., 1999), Carassius auratus (Bjerselius et al., 2001), Poecilia reticulata (Kinnbergi et al., 2003) e Pimephales promelas (Niemuth & Klaper, 2015).

Além da atrofia gonadal e da ocorrência de indivíduos com gônadas intersexo, Lange et al. (2001), encontraram malformações severas em Pimephales promelas expostos a baixas concentrações de 17 α-etinilestradiol (16 e 64 ng L-¹) durante seu ciclo de vida.

 

Classificação e mecanismos de ação dos desreguladores endócrinos

Os desreguladores endócrinos podem ser classificados, de acordo com a sua origem, em naturais e sintéticos (Bila & Dezotti, 2007) ou quanto a sua ação biológica em agonistas e antagonistas (Ghiselli & Jardim, 2007).

A ação de um determinado hormônio inicia-se por meio da sua ligação a um receptor específico no interior da célula. O complexo resultante ativa regiões específicas do DNA determinando a ação dos genes (Ghiselli & Jardim, 2007). A alteração no sistema endócrino ocorre quando o desregulador interage com os receptores hormonais, modificando a sua resposta natural. A ação agonista ocorre quando um composto químico se liga ao receptor hormonal e produz uma resposta, atuando então como um mimetizador, ou seja, imita a ação do hormônio. A ação antagonista, por outro lado, ocorre quando a substância química exógena se liga ao receptor, mas não produz qualquer resposta, neste caso ela age como um bloqueador, ou seja, impede a interação entre o hormônio natural e seu respectivo receptor (Baird, 2002; Lintelmann et al., 2003; Ghiselli & Jardim, 2007). A Figura 1 representa de forma esquemática os mecanismos de alteração no organismo pela ação de desreguladores endócrinos.

Figura 1. Alterações no sistema endócrino pela ação de desreguladores endócrinos: a) Resposta natural, b) Efeito agonista, c) Efeito antagonista. (Adaptado de Ghiselli & Jardim – 2007)

Muitos desreguladores endócrinos competem com o estradiol (hormônio sexual feminino produzido naturalmente pelo organismo) pelos receptores de estrogênio, enquanto outros competem com a diidrotestosterona (hormônio sexual masculino produzido naturalmente pelo organismo) pelos receptores de androgênio. Portanto, estas substâncias exercem efeitos de feminilização (desreguladores endócrinos de ação estrogênica) ou de masculinização (desreguladores endócrinos de ação androgênicas) sobre o sistema endócrino (Birkett & Lester, 2003; Lintelmann et al., 2003).

 

Principais fontes de desreguladores endócrinos

Tanto os desreguladores endócrinos como outras classes de poluentes ambientais apresentam uma variedade de fontes que podem ser agrupadas em dois grandes grupos: pontuais e não pontuais (ou difusas). As fontes pontuais apresentam um ponto de entrada bem caracterizado no meio ambiente, geralmente por meio dos cursos d’água, podendo-se citar as descargas de efluentes industriais e esgotos domésticos (Birkett & Lester, 2003).

As fontes não pontuais são definidas como fontes que não apresentam um ponto de entrada bem caracterizado no meio ambiente. As deposições atmosféricas e os escoamentos superficiais são bons exemplos de fontes não pontuais (Birkett & Lester, 2003).

Essas substâncias são encontradas nas águas superficiais e subterrâneas, sedimentos, solos, efluentes e lodo biológico das ETE e água potável. São continuamente introduzidas no meio ambiente em concentrações detectáveis e podem afetar a qualidade da água, a saúde dos ecossistemas e, potencialmente, impactar o suprimento de água potável (Bila & Dezotti, 2007).

Uma das principais fontes de desreguladores endócrinos, principalmente substâncias estrogênicas, no ambiente aquático, são os efluentes de águas residuárias municipais (Sowers et al., 2009), tendo sido demonstrado em todo o mundo que estes efluentes concentram mensuráveis produtos farmacêuticos, produtos para cuidados pessoais e hormônios naturais e sintéticos, todos potenciais desreguladores endócrinos (Nakada et al., 2004, 2006; Snyder, 2008).

Em países europeus foi verificado que os estrogênios naturais (17 β-estradiol e estrona) e sintéticos (17 α-etinilestradiol) são responsáveis pela maior parte da atividade estrogênica detectada em efluentes de ETE (Desbrow et al., 1998; Jobling et al., 1998; Rodgers-Gray et al., 2001).

Os estrogênios estrona, 17 β-estradiol e 17 α-etinilestradiol são continua e diariamente lançados no esgoto, não sendo completamente removidos nas ETE pelos métodos tradicionais de tratamento, recebendo, assim, uma atenção especial. Desta forma, podem ser encontrados nas águas superficiais, potencialmente utilizadas como suprimento de água potável (Bila & Dezotti, 2007).

Pessoa (2012), identificou e quantificou diversas substâncias químicas com potencial de desregulador endócrino em efluentes de diferentes ETE’s ao longo da Região Metropolitana de Fortaleza (CE). Dentre estas substâncias merecem destaque o 17 β-estradiol (E2), a estrona (E1) e o 17 α-etinilestradiol (EE2).

 

Pesquisas em andamento

Em um esforço conjunto entre o Departamento de Engenharia Hidráulica e Ambiental (DEHA) e o Departamento de Engenharia de Pesca (DEP), ambos da Universidade Federal do Ceará (UFC), pesquisadores estão investigando o efeito da ação do 17 β-estradiol (E2) e do 17 α-etinilestradiol (EE2) em espécies peixes que são comumente encontradas em corpos hídricos na Região Metropolitana de Fortaleza.

A pesquisa consiste em expor os indivíduos durante o período de diferenciação sexual a concentrações controladas de E2 e EE2 da ordem de ng L-1 e μg L-1.

Como resultados preliminares, os pesquisadores encontraram que concentrações da ordem de 250; 500 e 1.000 ng L-1 de ambos os hormônios foram capazes de induzir o desenvolvimento de gônadas intersexo (Figura 2), deformações anatômicas severas e problemas de flutuabilidade em pós larvas de tilápia do Nilo expostas a estes desreguladores endócrinos durante os primeiros 28 dias de vida. Deformações na região da cabeça e ventre retraído foram as condições mais observadas (Figura 3).

Desreguladores endocrinos

Figura 2. Micrografia de gônadas de juvenis de tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus) submetidos a diferentes concentrações hormonais, 17 β-estradiol e 17 α-etinilestradiol, durante os primeiros dias de vida. Testículo (A), ovário (B) e intersexo (C).

 

Desregulador

Figura 3. Principal tipo de deformação encontrada em juvenis de tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus) submetidos a diferentes concentrações hormonais, 17 β-estradiol e 17 α-etinilestradiol, durante os primeiros dias de vida.

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