etinilestradiol e estrona no Rio Paraíba do Sul · prazer de conviver esses dois anos, pela...

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UNIVERSIDADE DE SO PAULO

ESCOLA DE ENGENHARIA DE LORENA

KLEN SIQUEIRA CHAVES

Determinao dos desreguladores endcrinos bisfenol-A, -estradiol, 17-etinilestradiol e estrona no Rio Paraba do Sul

Lorena - SP

2016

2

3

KLEN SIQUEIRA CHAVES

Determinao dos desreguladores endcrinos bisfenol-A, -estradiol, 17-etinilestradiol e estrona no Rio Paraba do Sul

Dissertao apresentada a Escola de Engenharia

de Lorena, Universidade de So Paulo, para

obteno do ttulo de Mestre em Cincias do

Programa de Ps-Graduao em Biotecnologia

Industrial na rea de Converso de Biomassa.

Orientador: Dr. Flvio Teixeira da Silva

Edio reimpressa e corrigida

Lorena-SP

2016

AUTORIZO A REPRODUO E DIVULGAO TOTAL OU PARCIAL DESTE TRABALHO, POR QUALQUER MEIOCONVENCIONAL OU ELETRNICO, PARA FINS DE ESTUDO E PESQUISA, DESDE QUE CITADA A FONTE

Ficha catalogrfica elaborada pelo Sistema Automatizadoda Escola de Engenharia de Lorena,

com os dados fornecidos pelo(a) autor(a)

Chaves, Klen Siqueira Determinao dos desreguladores endcrinos bisfenolA, B-estradiol, 17a-etinilestradiol e estrona no RioParaba do Sul / Klen Siqueira Chaves; orientadorFlvio Teixeira da Silva - ed. reimp., corr. -Lorena, 2016. 134 p.

Dissertao (Mestrado em Cincias - Programa de PsGraduao em Biotecnologia Industrial na rea deConverso de Biomassa) - Escola de Engenharia deLorena da Universidade de So Paulo. 2016Orientador: Flvio Teixeira da Silva

1. Desreguladores endcrinos. 2. Rio paraba dosul. 3. Micropoluentes. 4. Cromatografia lquida. 5.Extrao em fase slida. I. Ttulo. II. Silva, FlvioTeixeira da, orient.

5

Com muito amor dedico esse

trabalho aos meus pais e ao Dan!

6

7

AGRADECIMENTOS

Ao professor orientador Flvio Teixeira da Silva, pela ajuda e amizade, principalmente nos

momentos em que, algumas vezes, acreditou mais em meu trabalho que eu mesma;

Ao professor Flvio Soares Silva, que me ajudou nas dvidas referentes ao

desenvolvimento do mtodo e se mostrou sempre disponvel;

todos os professores que tive a oportunidade de conhecer e aprender e que de alguma

forma contriburam para a realizao do meu trabalho;

CAPES, pela bolsa de mestrado;

Ao FEHIDRO, pelo suporte financeiro pesquisa;

Lucinha, por sua amizade, companheirismo e dedicao, por ter me ajudado de todas as

formas possveis, muito obrigada;

Ao Clebinho, por me ajudar nas coletas, nas anlises e por sempre tornar os dias no

laboratrio mais divertidos;

Ao Z Moreira e Cobrinha, por serem sempre prestativos;

Ao Seu Dito por ter nos conduzido pelo Rio Paraba do Sul e pela sua imensa alegria em

nos ajudar;

A toda famlia ecotox, doutorandos, mestrandos e alunos de iniciao cientfica, que tive o

prazer de conviver esses dois anos, pela amizade, ajuda, troca de conhecimentos e pelos

momentos de descontrao, muito obrigada, vou guardar boas recordaes de todos vocs;

Ao Daniel, pela ajuda na estatstica;

Ao Dan, que me trouxe paz e apoio nos momentos que mais precisei, sem voc no teria

conseguido;

A toda minha famlia, por estarem sempre do meu lado, amo vocs!

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RESUMO

CHAVES, K. S. Determinao dos desreguladores endcrinos bisfenol-A, -estradiol, 17-etinilestradiol e estrona no Rio Paraba do Sul. 2015. 133 p. Dissertao (Mestre em Cincias) Escola de Engenharia de Lorena, Universidade de So Paulo, Lorena, 2016. O Rio Paraba do Sul um dos mais importantes mananciais da regio sudeste, mas devido ao aumento da populao e ao crescimento industrial da regio, o rio vem sofrendo grandes alteraes de natureza antropolgica muito em parte devido a elevada carga de descarte de esgoto domstico e industrial. Assim, de se esperar, que o rio receba grande concentrao de contaminantes tanto em matria orgnica como tambm outros contaminantes, como os microcontaminantes. Dentre esses compostos se incluem os frmacos, produtos de higiene pessoal, pesticidas e os Desreguladores Endcrinos (DEs), que uma classe de substncia que vem sendo muito investigada atualmente devido aos efeitos causados em organismos expostos e que chegam ao ambiente principalmente atravs do descarte de efluente domstico e industrial. Os DEs so substncias exgenas, que podem afetar negativamente o funcionamento do sistema endcrino levando a alteraes no crescimento, desenvolvimento e reproduo. Essas substncias vm sendo detectadas em todo o mundo em pequenas concentraes (g e ng), mas mesmo assim possuem capacidade de interagir com organismos expostos e causar algum tipo de efeito. Neste trabalho foram analisadas amostras de gua superficial, a 0,60 m e 1,20 m de profundidade, na cidade de Aparecida no Estado de So Paulo, em um ponto prximo a captao de gua para abastecimento pblico, sendo este mesmo ponto a aproximadamente 50 m a jusante do descarte de esgoto do Santurio Nacional e de bairros prximos. As amostras foram analisadas pelo mtodo de HPLC-UV que foi desenvolvido para anlise dos DEs Bisfenol-A (BFA), -estradiol (E2), 17-etinilestradiol (EE2) e Estrona (E1). O mtodo foi validado e se mostrou adequado. Foram realizados estudos das variveis precipitao pluviomtrica, radiao ultravioleta (UV), pH, temperatura da gua e nmero de visitantes presentes na cidade, em funo da concentrao dos DEs encontrados nas amostras. Os resultados mostraram a presena dos analitos de interesse em concentraes elevadas. O BFA foi efetivamente detectado em 16,7% das amostras em concentraes que variaram de 0,032 0,009 a 0,088 0,06 g.L-1. O E2 foi efetivamente detectado em 39,2% das amostras com valores variando de 0,009 0,002 a 0,40 0,08 g.L-1. O EE2 foi efetivamente detectado em 45,1% das amostras com valores variando de 0,07 0,01 a 0,6 0,1 g.L-1 . O E1 foi efetivamente detectado em 90,2% das amostras com valores variando de 0,107 0,08 a 0,91 0,07 g.L-1. A anlise estatstica dos resultados mostrou que somente parte das variveis estudadas apresentou correlao. Foram estabelecidas correlaes entre ndice pluviomtrico e BFA, temperatura e concentraes de E1 e EE2, pH e concentraes de BFA, E1 e EE2 e nmero de visitantes com EE2. As demais variveis no apresentaram nenhuma correlao.

Palavras-chave: Desreguladores Endcrinos. Rio Paraba do Sul. Micropoluentes. Cromatografia Lquida. Extrao Fase-slida.

10

ABSTRACT

CHAVES, K. S. Determination of Disruptors Endocrine Bisphenol-A, -estradiol, 17-ethinylestradiol and estrone of the Paraba do Sul River. 2015. 133 p. Dissertation (Master of Science) Escola de Engenharia de Lorena, Universidade de So Paulo, Lorena, 2016. The Paraba do Sul River is one of the most important water sources in the Brazilian Southeast, but due to increasing population and industrial growth in the region, the river has undergone great anthropological changes mostly due to high domestic sewage disposal and industrial charges. Thus, it is expected that the river receives large concentration of contaminants both in organic matter as well as other contaminants, such as microcontaminants. Among these compounds include pharmaceuticals, personal care products, pesticides and Endocrine Disruptors (EDs), which is a class of substances that has been widely currently investigated due to the effects in exposed organisms and reach the environment mainly through the disposal domestic and industrial effluent. The EDs are exogenous substances that can adversely affect the functioning of the endocrine system leading to changes in growth, development and reproduction. These substances have been detected worldwide in small concentrations (g and ng), but yet have the capacity to interact with exposed organisms and cause some kind of effect. In the present study the river water samples were collected at surface, at 0.60 m and 1.20 m deep in the city of Aparecida in So Paulo, at a point close to abstraction of water for public supply, which is also located about 50 m downstream of the sewage disposal of the National Shrine and nearby neighborhoods. The samples were analyzed by HPLC-UV method developed for analysis of EDs Bisphenol A (BFA), -estradiol (E2), 17-ethinylestradiol (EE2), and estrone (E1). The method was validated and proved adequate. Studies have been conducted considering as variables the rainfall, ultraviolet radiation (UV), pH, water temperature and number of visitors present in the city, depending on the concentration of EDs found in the samples. The results showed the presence of the analytes at high concentrations. The BFA was effectively detected in 16.7% of the samples at concentrations ranging from 0.032 0.009 to 0.088 0.06 g.L-1. E2 was effectively detected in 39.2% of the samples with values ranging from 0.009 0.002 to 0.40 0.08 g.L-1. The EE2 was effectively detected in 45.1% of the samples with values ranging from 0.07 0.01 to 0.6 0.1 g.L-1. The E1 was effectively detected in 90.2% of the samples with values ranging from 0.107 0.08 to 0.91 0.07 g.L-1. Statistical analysis of the results showed that only part of the variables correlated. Correlations have been established between rainfall and BFA, temperature and concentrations of E1 and EE2, pH and concentrations of BFA, E1 and EE2 and number of visitors with EE2. The other variables did not show any correlation.

Keywords: Endocrine Disruptors. Paraiba do Sul River. Micropollutants. Liquid Chromatography. Extraction Phase-solid.

11

LISTA DE FIGURAS

Figura 1: Mapa da Bacia do Rio Paraba do Sul. O retngulo mostra a rea de estudo. .................. 20 Figura 2: Estrutura de Lewis dos principais hormnios estrognicos. ............................................. 31 Figura 3: Diferentes rotas de exposio dos Desreguladores Endcrino.......................................... 35 Figura 4: Conjunto de glndulas que compem o sistema endcrino. ............................................. 36 Figura 5: Disfunes Endcrinas. .................................................................................................... 40 Figura 6: Representao esquemtica simplificada da seqncia de processos que leva sntese do biomarcador de exposio VTG em peixes machos. ....................................................................... 47 Figura 7: Esquema simplificado do tratamento biolgico de lodo ativado. ..................................... 52 Figura 8: Variantes do sistema de biorreatores de membrana.......................................................... 54 Figura 9: Classificao dos diferentes processos de filtrao dos biorreatores de membrana. ........ 55 Figura 10: Cadeia orgnica do tipo C-18 imobilizada na superfcie de slica. ................................. 63 Figura 11: Etapas de extrao em fase slida: A) Condicionamento do cartucho; B) Passagem da amostra; C) Lavagem dos cartucho para retirada dos interferentes e D) Eluio dos analitos. ....... 65 Figura 12: Exemplo de diferentes sorventes que so utilizados para extrao em fase slida. ....... 66 Figura 13: Fluxograma para avaliao das propriedades da "desregulao endcrina" para a sade humana. ............................................................................................................................................ 73 Figura 14: Percentual de municpios que coletam e tratam esgoto, por Grandes Regies-2008. .... 75 Figura 15: Sistema de Extrao em Fase Slida (EFS) utilizado para a validao do mtodo. ....... 80 Figura 16: Esquema simplificado utilizado para a validao do mtodo de extrao...................... 81 Figura 17: Fotografias da regio do ponto de coleta das amostras. 1- plataforma onde feita a captao de gua para abastecimento. A seta marca o ponto de descarte de efluente. 2- ponto de descarte de efluente no Rio Paraba. ................................................................................................ 83 Figura 18: Foto da garrafa de Von Dorn utilizada na coleta. ........................................................... 83 Figura 19: Imagem do sistema de extrao utilizado para percolar as amostras em cartucho C18. 84 Figura 20: Cromatogramas obtidos para a separao dos padres dos BFA, E2, EE2 e E1. A- cromatograma em 230nm; B- cromatograma em 280 nm. ............................................................... 87 Figura 21: Curva de calibrao obtida na determinao de BFA. .................................................... 88 Figura 22: Recuperao e coeficiente de variao (CV). ................................................................. 89 Figura 23: Exemplo de cromatogramas dos testes de recuperao da extrao em fase slida. A: Cromatograma de gua subterrnea fortificada no nvel baixo e B: Cromatograma de gua subterrnea sem fortificao. ........................................................................................................... 90 Figura 24: Seletividade. A- gua superficial. B- gua subterrnea. ................................................. 90 Figura 25: Variao das mdias das concentraes dos analitos em diferentes profundidades. (1)= amostras de gua da superfcie, (2)= amostras de gua coletadas a 0,60 m de profundidade, (3)= amostras de gua coletadas a 1,20 m de profundidade. ................................................................... 93 Figura 26: Exemplo dos cromatogramas obtidos nas coletas. A: coleta superficial (13-jun); B: coleta a 0,60 m de profundidade (13-abr); C: coleta a 1,20 m de profundidade (26-jun). ............... 93 Figura 27: Cromatograma exemplo mostrando os possveis produtos de degradao do BFA. ...... 96 Figura 28: Valores de pH das amostras coletadas nas diferentes profundidades. Legenda: 1*= amostra de gua superficial; 2**= amostra coletada a 0,60 m de profundidade; 3***= amostra coletada a 1,20 m de profundidade. ............................................................................................... 102

file:///C:/Users/Kelen/OneDrive/Documentos/Dissertao/DISSERTAO%20FINAL.docx%23_Toc440380359

12

Figura 29: Valores de condutividade das amostras coletadas nas diferentes profundidades. Legenda: 1*= amostra de gua superficial; 2**= amostra coletada a 0,60 m de profundidade; 3***= amostra coletada a 1,20 m de profundidade. ................................................................................................ 102 Figura 30: Valores de temperatura das amostras coletadas nas diferentes profundidades. Legenda: 1*= amostra de gua superficial; 2**= amostra coletada a 0,60 m de profundidade; 3***= amostra coletada a 1,20 m de profundidade. ................................................................................................ 103 Figura 31: Valores de turbidez das amostras coletadas nas diferentes profundidades. Legenda: 1*= amostra de gua superficial; 2**= amostra coletada a 0,60 m de profundidade; 3***= amostra coletada a 1,20 m de profundidade. ................................................................................................ 104 Figura 32: Precipitao pluviometrica acumulada e a mdia histrica da cidade de Aparecida referente aos meses que coletas as amostras de gua no Rio Paraba do Sul em 2015. ................. 104 Figura 33: Variao do ndice de radiao UV mdio na cidade de Aparecida nos meses que foram realizadas as coletas no Rio Paraba do Sul. ................................................................................... 105 Figura 34: Ordenao com base na Anlise dos Componentes Principais (ACP) de correlao das variveis em gua coletada na superfcie. ...................................................................................... 107 Figura 35: Ordenao com base na Anlise dos Componentes Principais (ACP) de correlao das variveis em amostras de gua coletadas a 0,60 m de profundidade. ............................................. 109 Figura 36: Ordenao com base na Anlise dos Componentes Principais (ACP) de correlao das variveis em amostras de gua coletadas a 1,20 m de profundidade. ............................................. 111

13

LISTA DE TABELAS

Tabela 1: Exemplos de compostos Desreguladores Endcrinos. ..................................................... 30 Tabela 2: Propriedades fsico-qumicas dos Desreguladores Endcrinos de interesse Bisfenol-A, -estradiol, 17-etinilestradiol e Estrona. ............................................................................................ 51 Tabela 3: Potencial de oxidao para vrias substncias oxidantes. ................................................ 57 Tabela 4: Concentraes dos sete pontos da curva analtica (mg.L-1) construda para a validao do mtodo cromatogrfico para a determinao de BFA, E2, EE2 e E1. ............................................. 79 Tabela 5: Condicionamentos utilizados para os testes de extrao em fase slida com gua fortificada destilada. ......................................................................................................................... 80 Tabela 6: Concentraes de fortificao utilizadas para os estudos de exatido e preciso do mtodo. ............................................................................................................................................. 82 Tabela 7: Intervalo de trabalho (mg.L-1), limite de deteco (mg.L-1), limite de quantificao (mg.L-1) e coeficiente de correlao das curvas de calibrao dos estrognios em 230 e 280 nm. Legenda: IT230= intervalo de trabalho em 230 nm, LD230= limite de deteco em 230 nm, LQ230= limite de quantificao em 230 nm, r2230= coeficiente de correlao em 230 nm, IT280= intervalo de trabalho em 280 nm, LD280= limite de deteco em 280 nm, LQ280= limite de quantificao em 280 nm, r2280= coeficiente de correlao em 280 nm. .................................................................................... 87 Tabela 8: Resultados obtidos para os testes de recuperao da extrao em fase slida, utilizando quatro diferentes mtodos. CV= coeficiente de variao. ................................................................ 88 Tabela 9: Concentraes determinadas de BFA, E2, EE2 e E1 em amostras de gua do Rio Paraba do Sul coletadas na cidade de Aparecida em diferentes profundidades: 1= superficial, 2= 0,60 m e 3 1,20 m. LD- limite de deteco; LQ- limite de quantificao e ND- no detectado. ....................... 92 Tabela 10: Estimativa do nmero de visitantes por fim de semana dos meses de abril, maio, junho e julho de 2015. ................................................................................................................................. 105 Tabela 11: Coeficiente de Correlao de Spearman entre as variveis das amostras coletadas na superfcie, com relaes significativas no nvel de 5% (p

14

Bisfenol-A; E2= -estradiol; EE2= 17-etinilestradiol; E1= estrona; pH= potencial hidrognico; Temp.= Temperatura da gua e UV= radiao ultra violeta. ......................................................... 110 Tabela 17: Coeficiente de Correlao de Spearman entre as variveis das amostras de gua coletadas a 1,20 m de profundidade, com relaes significativas no nvel de 5% (p

15

SUMRIO

Contedo

1 Introduo ............................................................................................................................ 17

1.1. Caractersticas Sanitrias da Regio em Estudo .............................................................. 20

2 Objetivos .............................................................................................................................. 23

2.1. Objetivo Geral .................................................................................................................. 23

2.2. Objetivos Especficos ....................................................................................................... 23

3 Reviso Bibliogrfica ........................................................................................................... 24

3.1. Desreguladores Endcrinos (DEs) ................................................................................... 25

3.2. Vias de Contaminao por Desreguladores Endcrinos .................................................. 32

3.3. Ao dos Desreguladores Endcrinos .............................................................................. 35

3.3.1. Sistema Endcrino ................................................................................................... 35

3.3.2. Mecanismos de Ao ............................................................................................... 38

3.4. Ecotoxicidade dos Desreguladores Endcrinos ............................................................... 42

3.5. Tecnologias Utilizadas para Degradao e Remoo de Desreguladores Endcrinos em Estaes de Tratamento de gua e Esgoto ...................................................................................... 50

3.5.1. Lodo Ativado ........................................................................................................... 52

3.5.2. Biorreatores de Membrana (BRMs) ......................................................................... 53

3.5.3. Processos Oxidativos Avanados ............................................................................. 56

3.5.4. Adsoro em Carvo Ativado .................................................................................. 60

3.6. Anlise do Desreguladores Endcrinos ........................................................................... 61

3.6.1. Tcnicas Cromatogrficas ........................................................................................ 61

3.6.2. Extrao Fase Slida ................................................................................................ 63

3.7. Validao de Mtodos Cromatogrficos .......................................................................... 67

3.8. Legislao aplicada a Desreguladores Endcrinos .......................................................... 71

4 Materiais e Mtodos ............................................................................................................. 77

4.1. Materiais ........................................................................................................................... 77

4.2. Equipamentos ................................................................................................................... 77

4.3. Reagentes e Padres ......................................................................................................... 77

4.4. Validao do Mtodo para Determinao dos DEs por HPLC-UV ................................. 78

4.5. Coleta das Amostras ......................................................................................................... 82

4.6. Anlises Estatsticas ......................................................................................................... 85

5 Resultados e Discusses ....................................................................................................... 86

16

5.1. Validao do Mtodo Cromatogrfico para Determinao dos DEs ................................ 86

5.2. Determinao de DEs no Rio Paraba do Sul nas cidades de Lorena e Aparecida ........... 91

5.3. Trabalhos Relacionados .................................................................................................. 100

5.4. Caracterizao das amostras e do ambiente no entorno do ponto de coleta ................... 101

Fonte: Arquivo pessoal. .................................................................................................................. 105

5.5. Anlise Estatstica .......................................................................................................... 106

5.5.1. Coeficientes de Correlao de Spearman e Anlise dos Componentes Principais (ACP) 106

6 Concluses .......................................................................................................................... 121

Referncias ..................................................................................................................................... 123

17

1 Introduo

O Rio Paraba do Sul nasce na Serra da Bocaina, no Estado de So Paulo, e

desgua no norte fluminense no Estado do Rio de Janeiro, percorrendo uma distncia de

1.137 km de sua nascente at sua foz (SUPMED, 2010). formado pela unio dos Rios

Paraibuna e Paraitinga. Possui uma rea de drenagem prxima de 55.500 km e se localiza

na Regio Sudeste banhando os Estados de So Paulo (13.900 km), Minas Gerais (20.700

km) e Rio de Janeiro (20.900 km) (COPPETEC, 2006).

A Bacia do Rio Paraba do Sul limitada ao Norte pelas bacias do Rio Grande e

do Rio Doce e pelas Serras da Mantiqueira, Capara e Santo Eduardo. A nordeste

limitado pelo Rio Itabapoana. Ao Sul o limite formado pela Serra dos rgos e pelos

trechos paulista e fluminense da Serra do Mar. A Oeste pela bacia do Rio Tiet, da qual

separada por meio de diversas ramificaes da Serra do Mar e da Serra da Mantiqueira. Ela

drena uma das regies mais desenvolvidas do pas, passando pelo Estado de So Paulo na

regio do Vale do Paraba, dirigindo-se ao Estado de Minas Gerais na regio da Zona da

Mata e finalmente chegando ao Rio Janeiro onde banha metade do estado. Em toda essa

extenso, h 180 municpios, 36 dos quais so parcialmente inseridos na bacia

(COPPETEC, 2006). Possui um agregado de problemas ambientais que se acumulam e

crescem ano aps ano refletindo na qualidade da gua para o abastecimento e vida da

populao.

O processo de degradao ambiental na bacia do Rio Paraba do Sul se iniciou no

sculo XVII, com o incio do desmatamento florestal para a plantao de cana-de-acar

no Estado de So Paulo, no Vale do Paraba e no Estado do Rio de Janeiro, na regio de

Campo de Goitacazes. O desmatamento se intensificou nos sculos XVIII e XIX, devido

ao incio da segunda grande monocultura do pas, o caf. Em pouco tempo as plantaes

substituram as florestas naturais ao longo do Vale do Paraba. No final do sculo XIX

houve um colapso da cultura cafeeira com a abolio da escravatura, porm a reduo da

rea com cobertura vegetal j era grande e vrios problemas relacionados ao desmatamento

como assoreamento, eroso e perda da fertilidade do solo j eram notados. As plantaes

de caf deram origem s pastagens, sendo que na primeira metade do sculo XX, as

principais atividades econmicas se baseavam apenas em atividades agropecurias. O

18

desenvolvimento industrial e a expanso urbana somente se iniciaram a partir do ano de

1940 (SUPMED, 2010).

As florestas tropicais que ocupavam grande parte da bacia, antes da expanso do

cultivo de caf, foram reduzidas 11% de seu total, compondo os remanescentes isolados, se

concentrando em terrenos montanhosos como na Serra do Mar e na Serra da Mantiqueira.

Apesar da rea florestal da bacia do Rio Paraba do Sul estar extremamente reduzida, sua

degradao continua, sendo ela pela explorao de madeira ou incndios ambientais e

criminosos (COPPETEC, 2006).

Com o desenvolvimento, a degradao da bacia do Rio Paraba do Sul est

aumentando, enquanto a qualidade e a disponibilidade de suas guas vem diminuindo

(COPPETEC, 2006).

Atualmente as principais fontes de poluio do Rio Paraba do Sul so os esgotos

domsticos e industriais. O primeiro que mais contribui para a contaminao, uma vez

que os sistemas municipais de tratamento de esgoto, quando existentes, so ineficientes.

Em 2005, dos 34 municpios que compunham a poro paulista da bacia do Rio Paraba do

Sul, apenas 19 possuam algum tipo de tratamento (REIS, 2005). Segundo a COPPETEC

(2006), em 2006, 82,02% da populao da regio da bacia possuam sistema de coleta de

esgoto e apenas 17,6% possuam sistemas de tratamento de efluentes domsticos. Assim

sendo, fica evidente o grau de exposio a doenas infectocontagiosas a que a populao

est exposta e o grau da carga orgnica que a bacia recebe diariamente, diminuindo em

muito como j dito, a qualidade das guas do Rio Paraba do Sul.

Com o notvel crescimento industrial na regio da bacia do Rio Paraba do Sul, h

de se esperar que os resduos gerados por essas indstrias tambm contribuam de forma

significativa para a poluio do rio. Mesmo com o licenciamento ambiental e o

enquadramento das atividades exercidas pela indstria na Legislao e Normas Ambientais

o monitoramento e controle de efluentes por rgos vigentes so insuficientes (SUPMED,

2010).

Com o crescimento populacional e industrial na regio da bacia do Rio Paraba do

Sul, o aumento pela demanda de gua tem aumentado e, conseqentemente, o rio vem

emitindo os primeiros sinais de esgotamento dos recursos hdricos e da capacidade de

recuperao das reservas, tanto em termos quantitativos como qualitativos (REIS, 2005).

19

A baixa qualidade das guas do Rio Paraba do Sul parece estar relacionada em

maior grau poluio do que a quantidade de gua disponvel. Entretanto, existem indcios

de que a queda na quantidade de gua em alguns trechos do rio prejudica o abastecimento e

a irrigao de lavouras em reas mais intensamente desmatadas (COPPETEC, 2003).

Alm disso, h ainda o problema das hidreltricas e barragens que dividem o rio

em compartimentos, ocasionando alteraes nas caractersticas ecolgicas, bem como

causando problemas sociais. As barragens impem um obstculo fsico que altera os

habitats, diminuindo a vazo original, criando regime de escoamento irregular, alterando a

qualidade da gua e aumentando a vulnerabilidade das comunidades de peixes. Limitam a

livre movimentao de espcies nativas migratrias para montante ou jusante do obstculo,

reduzindo ou impedindo o seu acesso a reas fundamentais para o seu ciclo de vida. Tal

fragmentao populacional causa desequilbrio na estrutura das populaes e, provoca o

desaparecimento de espcies migratrias (SUPMED, 2010).

A construo de usinas na bacia data desde 1908, com a primeira usina construda

em Itamarati de Minas no Estado de Minas Gerais. Alm disso, em 1950 foi executado o

maior projeto de transposio de gua entre bacias na Amrica do Sul. O Rio Paraba teve

suas guas transferidas por uma srie de barragens em afluentes para a bacia do Rio

Guandu. O benefcio provavelmente da gerao de energia se deu na bacia do Rio Guandu,

porm os impactos causados pelos reservatrios e estruturas hidrulicas, para que essa

transposio ocorresse, esto espalhados pela bacia do Rio Paraba como tambm no Rio

Pira, um de seus afluentes (CEIVAP, 2009).

Para atender a crescente demanda de energia das regies metropolitanas de So

Paulo e Rio de Janeiro, foram instaladas novas barragens e usinas ao longo do Rio Paraba

do Sul e seus afluentes. Um relatrio de Avaliao Ambiental Integrada da bacia do Rio

Paraba do Sul (AAI), produzido pela Empresa de Pesquisa Energtica da ANEEL

realizado em 2007, apontava a previso da construo de mais 117 Pequenas Centrais

Hidreltricas (PCHs), que devero ocasionar mais impacto ambiental (CEIVAP, 2009).

Um outra problema est relacionado extrao de areia do Rio Paraba do Sul que

teve incio na dcada de 50 e se intensificou a partir da dcada de 70, com o aumento da

demanda para construo civil, para atender os mercados regionais, principalmente no

Estado de So Paulo. Assim, as primeiras cavas as margens do Rio Paraba do Sul foram

20

aparecendo e aumentaram de maneira desordenada e sem critrios. Essa atividade

mineradora ocorre de forma ostensiva no Vale do Paraba paulista, trazendo mais poluio

bacia (SUPMED, 2010).

1.1. Caractersticas Sanitrias da Regio em Estudo

A rea de estudo desse trabalho est localizada na cidade de Aparecida, no Estado

de So Paulo no Vale do Paraba, (Figura 1).

Figura 1: Mapa da Bacia do Rio Paraba do Sul. O retngulo mostra a rea de estudo.

Fonte: Comit de Integrao da Bacia Hidrogrfica do Rio Paraba do Sul (CEIVAP).

O ponto de coleta (S22.84468 O45.23627) se localiza prximo ao ponto de

captao de gua para abastecimento pblico da cidade de Aparecida sendo, o qual se

encontra a cerca de 50 metros a jusante do ponto de descarte do efluente do Santurio

Nacional.

A cidade de Aparecida possui uma populao de 35.007 habitantes. A economia

da regio baseia-se principalmente no comrcio e turismo religioso (IBGE, 2010). Os

21

servios de abastecimento de gua e esgoto da cidade so prestados pelo Servio

Autnomo de gua e Esgotos e Resduos Slidos do municpio SAAE, que incluem a

coleta, transporte e disposio final dos resduos slidos gerados em toda rea urbana do

municpio (PLANO INTEGRADO DE SANEAMENTO BSICO, 2010).

O SAAE atende a totalidade da rea urbana do municpio, com exceo do bairro

dos Frros. Utiliza o manancial Rio Paraba do Sul para gua de abastecimento. O sistema

de captao superficial tem capacidade de 240 L.s-1. A Estao de Tratamento de gua de

Aparecida localiza-se junto ao ponto de captao. A capacidade instalada e a demanda

de 140 L.s-1. Portanto, a ETA trabalha no seu limite operacional. Para atender a demanda

atual, foram instalados dispositivos para acelerar a etapa de decantao. O sistema de

tratamento adotado o convencional, constitudo de cmara de mistura rpida,

Floculadores, Decantadores, Filtros e unidades de desinfeco e fluoretao.

O sistema de esgoto sanitrio atende 85% do municpio. A rea urbana de

Aparecida cortada pelo Ribeiro da Chcara, Ribeiro dos Moraes e Ribeiro do S,

todos canalizados, os quais recebem os esgotos brutos coletados e desguam no Rio

Paraba do Sul em 03 pontos diferentes. At 2010 o municpio de Aparecida no possua

sistema de tratamento de esgoto. A partir desta data foi iniciada na cidade a construo de

uma estao de tratamento que em 2013 entrou em funcionamento. De acordo com SAAE

a mesma tem capacidade de atender 100% da populao, porm o funcionamento ainda

precrio.

Nessa cidade a captao de gua para o abastecimento pblico est localizado

prximo ao ponto de descarte do efluente gerado no Santurio Nacional, alm disso o

sistema de tratamento de gua da cidade do tipo convencional. Sabe-se na grande maioria

dos casos esse tipo de tratamento nem sempre eficiente para a purificao da gua.

Ainda, a cidade recebe a cada fim de semana milhares de visitantes, aumentando em muito

a quantidade em litros de efluente gerado.

Outro problema detectado est relacionado ao esgoto gerado na Baslica que no

recebe nenhum tipo de tratamento e desgua no Rio Paraba juntamente com o esgoto de

outros bairros prximos a montante do ponto de captao de gua.

Nesse contexto, muito importante avaliar a ocorrncia e o acompanhamento dos

Desreguladores Endcrinos (DEs) presentes no Rio Paraba do Sul, uma vez que os estudos

22

sobre a ocorrncia dessas substncias na bacia hidrogrfica do Rio Paraba do Sul ainda

escassa.

23

2 Objetivos

2.1. Objetivo Geral

O objetivo geral do trabalho foi avaliar a ocorrncia dos desreguladores endcrinos

bisfenol-A, -estradiol, 17-etinilestradiol e estrona no trecho mdio super do Rio Paraba

do Sul, especificamente na cidade de Aparecida, marcada por intenso turismo religioso.

2.2. Objetivos Especficos

Os objetivos especficos so:

Determinar as substncias bisfenol-A, -estradiol, 17-etinilestradiol e

estrona, descritas como desreguladores endcrinos;

Desenvolvimento e validao de metodologia analtica;

Quantificar as substncias bisfenol-A, -estradiol, 17-etinilestradiol e

estrona, descritas como desreguladores endcrinos;

Avaliar a influncia das variaes de pH, precipitao pluviomtrica,

temperatura, radiao ultravioleta e nmero de turistas, na concentrao dos analitos de

estudo.

24

3 Reviso Bibliogrfica

Com o acelerado crescimento populacional e tecnolgico do planeta, uma gama

de novos produtos foi disponibilizada no mercado, incluindo medicamentos, produtos de

higiene pessoal, pesticidas, plastificantes, solventes qumicos, entre outros. Apesar dos

benefcios desses compostos, o aumento da produo e consequentemente o seu destino

final, tem agravado os problemas ambientais no planeta. Isto, em especial, tem sido

provocado pela disposio final dessas substncias, que muitas vezes so realizadas de

forma inadequada.

Nos ltimos anos, os ecossistemas aquticos sofreram grandes alteraes em

funo dos diversos fatores antropognicos, tais como minerao, construo de represas e

barreiras, desmatamento, atividade agrcola intensa e lanamento de efluentes domsticos e

industriais em guas superficiais. Assim, devido ao grande crescimento populacional e

industrial, o ambiente aqutico ficou exposto a diversas substncias nocivas (BELISRIO

et al., 2009).

Apesar da emisso de alguns poluentes como pesticidas, compostos policlorados,

hidrocarbonetos aromticos e metais pesados em guas superficiais ter sido reduzida a

partir da aprovao de leis que regulamentaram as questes relativas poluio (AL-

ODAINI et al., 2013), a presena de compostos recalcitrantes chamados contaminantes

emergentes, revelou-se um problema. At alguns anos atrs, essas substncias no eram

detectadas no ambiente. Estes, em sua grande maioria, so substncias comuns ao

cotidiano e utilizadas em diferentes reas (VULLIET; CREN-OLIV, 2011). Dentre esses

compostos esto includos medicamentos, hormnios, produtos de higiene pessoal,

alquifenis, etc. O controle desses poluentes ainda no est includo em leis

regulamentadoras e consequentemente esses compostos tm sido encontrados no ambiente

com maior frequncia.

Poluentes emergentes podem ser definidos como qualquer substncia qumica

sinttica ou natural ou qualquer microrganismo que no vulgarmente monitorado no

ambiente, mas tem o potencial para penetr-lo e causar efeitos adversos ecolgicos e/ou

efeitos na sade humana. Estes produtos so produzidos em larga escala em todo o mundo,

25

so utilizados numa grande variedade de aplicaes, e tornaram-se indispensveis para a

nossa sociedade (KUSTER et al., 2008).

O monitoramento desses compostos relativamente recente, porm os efeitos

adversos causados por essas substncias tm sido objeto de muitos estudos (KUSTER et

al., 2010). A toxicidade decorrente da exposio de seres vivos a estes compostos no

ambiente ainda no est totalmente clara. Entretanto, estudos atuais mostram que tais

substncias podem interferir no metabolismo e no comportamento dos organismos,

causando desequilbrio das populaes atingidas, como as observadas em relao aos

efeitos causados por esterides, os quais podem induzir uma resposta fisiolgica tanto em

organismos expostos a guas residuais (GRACIA-LOR et al., 2012; MANICKUM; JOHN,

2014; TRENHOLM et al., 2006). Sua presena em gua potvel utilizadas pela populao

pode ainda provocar problemas relativos sade pblica (HUERTA-FONTELA;

GALCERAN; VENTURA, 2011). fato que a exposio a estes compostos causam

efeitos adversos em certos animais silvestres e peixes. Suspeita-se ainda que causem o

aumento da incidncia de determinadas doenas humanas relacionadas com o sistema

endcrino (DAMSTRA, 2002).

As tcnicas robustas de extrao e deteco dos poluentes emergentes,

decorrentes do progresso da qumica analtica instrumental, tem permitido a quantificao

desses compostos em concentraes cada vez mais baixas, incluindo os desreguladores

endcrinos (DEs), uma classe de substncias muito investigada atualmente (KUSTER et

al., 2008).

3.1. Desreguladores Endcrinos (DEs)

O efeito de produtos qumicos sobre o sistema endcrino de organismos vivos tem

sido muito estudado nos ltimos anos devido ao reconhecimento de que o ambiente est

contaminado por essas substncias. Essa perturbao pode ser profunda pelo papel crucial

que os hormnios desempenham no controle do desenvolvimento dos seres vivos

(GLTEKIN; INCE, 2007; HOTCHKISS et al., 2008).

26

Todas as tentativas de definir os DEs incluem o conceito de desregulao ou

interrupo do sistema endcrino, que est relacionada com pequenas alteraes

bioqumicas ou pequenas alteraes a nvel celular capazes de gerar danos em longo prazo

(FERREIRA, 2013).

Os DEs so substncias exgenas, que podem afetar negativamente o

funcionamento do sistema endcrino causando alteraes no crescimento,

desenvolvimento e reproduo dos seres vivos, (AL-ANSARI et al., 2010) alterando a

homeostase dos organismos, o equilbrio hormonal e os padres normais de regulao

gnica durante o desenvolvimento e diferenciao celular. Fazem parte de um grupo

extremamente diverso de compostos, ou mistura deles, tais como pesticidas e herbicidas,

substncias produzidas por plantas, fungos e cianobactrias, frmacos, metais pesados,

ftalatos, alquilfenis, hormnios naturais e sintticos, poluentes orgnicos persistentes,

etc., que interferem com as vias endcrinas e podem induzir a desregulao gnica em

organismos expostos. Desta forma, difcil determinar quais produtos qumicos deve ou

no ser classificadas como desreguladores endcrinos (CORREIA; FONTOURA, 2015;

DEL-MAZO et al., 2013; HAMPL; KUBTOV; STRKA, 2014; KIM et al., 2007;

PINTO; ESTVO; POWER, 2014)

Segundo a Unio Europeia (2001 apud1 BILA; DEZOTTI, 2007, p.651), os

Desreguladores Endcrinos podem danificar diretamente um rgo endcrino, alterar

diretamente sua funo, interagir com um receptor de hormnios ou alterar o metabolismo

de um hormnio em um rgo endcrino.

Alguns pesquisadores definem esses compostos com base em seus efeitos, ou seja,

so substncias que mesmo em concentraes muito baixas so capazes de interagir com o

sistema endcrino causando algum tipo de efeito como, por exemplo, cncer, aes

prejudiciais ao sistema reprodutivo e outros efeitos adversos (GHISSELLI; JARDIM,

2007; REIS FILHO; ARAJO; VIEIRA, 2006).

Tais substncias so mundialmente conhecidas como Endocrine Disruptors (EDs)

ou ainda Endocrine Disrupting Chemicals (EDCs). A traduo para lngua Portuguesa

tem gerado algumas definies diferentes como Perturbadores Endcrinos, Disruptores

Endcrinos, Desreguladores Endcrinos, Interferentes Endcrinos, Estrognios

1 European Workshop on Endocrine Disrupters, European ED workshop, Aronsborg (Balsa) Sweden, 2001.

27

Ambientais entre outros (GHISSELLI; JARDIM, 2007). Neste trabalho ser utilizado o

termo Desreguladores Endcrinos (DEs).

A agncia de Proteo Ambiental dos Estados Unidos USEPA (United States

Environmental Protection Agency) define Desreguladores Endcrinos (DEs) como agentes

exgenos que interferem na sntese, secreo, transporte, recepo, ao, ou eliminao

dos hormnios naturais do corpo, que so responsveis pela manuteno da homeostase

(preservao da constncia interna), reproduo, desenvolvimento e comportamento

(CAMPBELL et al., 2006).

Estudos relatam a presena destes compostos em estaes de tratamento de esgoto

(ETEs) e em guas superficiais e subterrneas, causada pela remoo parcial dessas

substncias nos processos de tratamento de gua (FERREIRA, 2013).

Atualmente existe uma gama de compostos identificados como sendo DEs. No

entanto, como mais produtos qumicos so testados a cada ano, o nmero de respostas

estrognicas tambm aumenta, de forma que, a lista de DEs est longe de ser completa e

tem aumentado continuamente como o desenvolvimento tecnolgico. At o momento,

centenas de compostos considerados desreguladores endcrinos e milhares de outros,

suspeitos de ter propriedades semelhantes foram identificados (DEL-MAZO et al., 2013;

FERREIRA, 2013; KIM et al., 2007).

Os DEs so divididos em trs classes: estrognios esterides naturais e sintticos

(estrognios), substncias sintticas usadas em produtos industrializados (xenoestrognios)

e substncias originadas de plantas (fitoestrognios).

Os estrognios so reguladores chave das mudanas fisiolgicas associadas com a

reproduo em ambos os sexos e tambm regulam muitos outros processos fisiolgicos

importantes, incluindo a funo imunolgica e a homeostase mineral (HAMID;

ESKICIOGLU, 2012; PINTO; ESTVO; POWER, 2014). Entre os estrognios naturais

encontram-se o -estradiol, Estrona e Estriol e entre os sintticos, o 17-etinilestradiol.

Os fitoestrognios so compostos vegetais presentes em altas concentraes em

soja, trevo, alfafa e outros legumes. Podem induzir efeitos estrognicos, por possurem

semelhanas estruturais com os estrognios, ou, em alguns casos, antiestrognicos e tem

sido aplicados na medicina como agente de reposio hormonal (KUSTER et al., 2009).

28

Os xenoestrognios so substncias qumicas sintticas que mimetizam a ao dos

estrognios, ou seja, agem como estrognios no organismo. Alquilfenis polietoxilados

(APEs) so amplamente utilizados em aplicaes domsticas e comerciais, sendo

utilizados como emulsionantes em produtos de limpeza. Durante o tratamento de guas

residuais urbanas e industriais, esses compostos so sucessivamente degradados para

substncias menos biodegradveis. Por exemplo, o nonilfenol (NP) e octilfenol (OP)

(FERREIRA, 2013), os quais podem interagir com receptores de estrognios no

organismo.

Entre os xenoestrognios, os trs principais grupos mais estudados so os bisfenis,

alquifenis e ftalatos. So produzidos em grandes quantidades, sendo que uma frao

substancial liberada para o meio ambiente (GLTEKIN; INCE, 2007).

A produo de bisfenol-A (BFA) supera cinco milhes de toneladas por ano.

usado essencialmente como um monmero para a produo de plsticos, incluindo

embalagens de alimentos, garrafas de gua e mamadeiras (DHAINI; NASSIF, 2014;

RUBIN, 2011). Tambm usado na produo de resinas epxi e de polister de estireno

insaturado, retardadores de chama, fungicidas, antioxidantes e produtos qumicos

derivados da borracha. Alm disso, empregado em resina para obturaes dentrias,

revestimentos de latas, tintas em p e como aditivo em papel trmico. liberado para o

ambiente aqutico atravs das descargas industriais, chorume e cursos d'gua contendo

detritos plsticos (GLTEKIN; INCE, 2007; ROCHESTER, 2013).

A atividade estrognica do BFA est relacionada com a interrupo da ao do

hormnio da tireoide, alterao do desenvolvimento das glndulas mamrias, clulas

germinativas e pode causar anomalias cromossmicas. A USEPA estabeleceu a dose

aceitvel de ingesto diria para o BFA de 50 g.Kg-1 de peso corporal.dia-1 (BROWNE et

al., 2013).

Em pases industrializados, a presena de BFA foi confirmada em mais de 95% das

amostras de urina analisadas. Este composto tem a caracterstica de conseguir contaminar o

ambiente em grande escala, pois possui a facilidade de se separar das estruturas em que se

encontra quando h alteraes de temperatura ou aps a lavagem com substncias cidas

ou alcalinas (CORREIA; FONTOURA, 2015).

29

Outro grande grupo que pode ser caracterizado como DEs so os metais pesados,

tais como cdmio, chumbo e mercrio, que apesar de no interferir com a atividade

hormonal, sob altas concentraes so txicas para as clulas gonadais de peixe

(FERREIRA, 20013).

Na Tabela 1 encontra-se listado alguns exemplos de DEs.

Os estrgenos naturais -estradiol (E2), estriol (E3), estrona (E1) e o sinttico 17-

etinilestradiol (EE2) o qual foi desenvolvido para uso mdico em terapias de reposio

hormonal e mtodos contraceptivos, causam forte impacto ambiental, tanto pela potncia

como pela quantidade contnua introduzida nos corpos dgua. Estes hormnios possuem

a melhor conformao (Figura 2) reconhecida pelos receptores e, portanto, resultam em

respostas mximas, sendo considerados como responsveis pela maioria dos efeitos

desreguladores nos organismos. Podem causar alteraes em organismos aquticos mesmo

em concentraes extremamente baixas (GORGA; PETROVIC; BARCEL, 2013).

Os estrognios compartilham a mesma rede tetracclica que consiste em um anel

fenlico (A), dois ciclohexanos (B e C) e um anel de ciclopentano (D). ConFiguraes

diferentes do anel D nas posies C16 e C17 formam compostos diferentes. As

propriedades fsico-qumicas dos estrgenos desempenham um papel importante para

prever seu destino no ambiente ou em estaes de tratamento de esgoto e gua. O

coeficiente de partio octanol / gua (K ow), definido como a concentrao de um

composto em n -octanol e gua em condies de equilbrio a uma temperatura especfica,

so utilizados para prever a soro de um composto na fase orgnica. Sendo assim os

estrognios so considerados como moderamente hidrofbicos, possuindo uma tendncia

de se sorver com a fase slida (CHANG et al., 2009; HAMID; ESKICIOGLU, 2012).

A estrona (E1), o -estradiol (E2) e o estriol (E3) so hormnios derivados do

colesterol que ocorrem em humanos. A E1 o hormnio predominante em mulheres na

menopausa, o E2 o principal hormnio feminino e importante para regulao do ciclo

menstrual, j o E3 um estrognio sintetizado em grandes quantidades na durante a

gravidez. formado a partir do E2 atravs da adio de um grupo etinil na posio C17

resultando em um composto que muito mais resistente biodegradao em comparao a

seu precursor (HAMID; ESKICIOGLU, 2012).

30

Tabela 1: Exemplos de compostos Desreguladores Endcrinos.

Classe de Compostos Estrognicos Substncia

Estrognios hormnios feminos naturais

Estrona-3-glucorondeo 17-estradiol Estradiol-17-glucorondeo Estriol Estriol-3-sulfato Estriol-16-glucorondeo Estrona Progesterona

Estrognios hormnios

femininos sintticos

Dietilestilbestrol Progesterona Valerato de estradiol 17-etinilestradiol Noretindrona Levonorgestrel

Fitoestrognios

Daidzena Biochanina Coumestrol Resveratrol Genistena -sitoesterol Enterolactona Enterodiol

Xenoestrognios

Dieldrin 4-terc-octilfenol 4-nonilfenol Alquilfenis polietoxilados Bifenilas policloradas Bisfenol-A Bisfenol-A conjugado com glucorondeo Bisfenol-A conjugado com sulfato Bentazona Mecoprop Permetrina Carbofurano Atrazina Terbutilazina Desetilterbutilazina Kepone Toxafeno

Fonte: Arquivo pessoal.

31

Figura 2: Estrutura de Lewis dos principais hormnios estrognicos.

Fonte: Reis filho; Arajo e Vieira, (2006).

A concentrao de DEs em superfcies aquticas bastante variada estando

presentes em uma ampla faixa que vai de g.L-1 at ng.L-1. Em guas superficiais, os

estrgenos E1, E2, E3 e EE2, detectados na faixa de ng.L-1, j so capazes de provocar

efeitos adversos em organismos expostos (CLOUZOT et al., 2008; GLTEKIN; INCE,

2007).

Rivas-Rivera et al. (2014) investigaram alteraes fisiolgicas e endcrinas em

Carpas (Cyprinus carpio) expostas a sedimentos. Coletaram amostras em quatro pontos ao

longo do baixo Rio Uruguai. Os ensaios foram realizados em um perodo de 30 dias com

sessenta peixes. O estudo mostrou aumento na produo de vitelogenina plasmtica

(VTG), que uma protena produzida sob ao de estrgenos no organismo, demonstrando

que alm de guas superficiais, os sedimentos, tambm so responsveis pela

biodisponibilidade de DEs no ambiente.

Dussault et al. (2009) demonstraram a ocorrncia de bioacumulao do 17-

etinilestradiol em chironomus tentans e hyalella azteca, ambos invertebrados bentnicos.

Os ensaios foram realizados em gua e sedimento. A bioacumulao detectada em C.

tentans foi significativamente maior do que H. azteca. Essa diferena pode ser explicada

32

pela ciclo de vida de cada um desses organismos. Como esses organismos representam

uma fonte de alimento a certos peixes, o EE2 bioacumulado consequentemente

transferido para os peixes atravs da cadeia trfica, agravando ainda mais o impacto

ambiental desses estrognios.

3.2. Vias de Contaminao por Desreguladores Endcrinos

Os DEs so encontrados e monitorados no ambiente de todo planeta. Como j dito,

os DEs esto presentes em guas superficiais, esgoto tratado, solo e at mesmo em gua

potvel, podendo afetar tanto a qualidade da sade de seres humanos como de outros seres

vivos.

Os DEs so descartados atravs da agricultura, da indstria, dos seres humanos, de

produtos de uso domstico e de vrios produtos farmacuticos. Esses compostos atingem o

meio ambiente a partir de diferentes fontes. A principal ocorre atravs do lanamento, em

corpos hdricos, de efluentes industriais e esgotos domsticos, tratados ou in natura. Os

hormnios EE2, E2 e E1 chegam ao ambiente principalmente atravs da excreo de fezes

e urina de seres humanos e animais. Alm disso, bisfenol-A (BFA), nonilfenis (NP) e

ftalatos tem sido detectados constantemente em esgoto bruto ou tratado e derivam da

decomposio de produtos industrializados.

Os rios, lagos e aquferos que recebem esses poluentes esto frequentemente

prximos a grandes centros populacionais e, por conseguinte, podem afetar a qualidade da

gua potvel produzida (MANICKUM; JOHN, 2014; MOREIRA et al., 2011; ROCHA;

CRUZEIRO; ROCHA, 2013).

Para agravamento do problema, as ETEs convencionais no so projetadas para a

remoo de micropoluentes, como os DEs, que so apenas parcialmente removidos. Isto

decorre tanto pelo dficit de infraestrutura em saneamento, como pela ineficincia das

estaes de tratamento (KUSTER et al., 2010).

Mesmo possuindo um tempo de meia-vida relativamente curto, quando comparados

a outros compostos orgnicos, os estrognios naturais so continuamente introduzidos no

33

ambiente, o que lhes confere carter de persistncia. Assim, tanto o efluente gerado como o

lodo formado nos tratamentos se tornam fontes de contaminao (GLTEKIN; INCE,

2007; HUERTA-FONTELA; GALCERAN; VENTURA, 2011; JOHNSON; SUMPTER,

2001; KUSTER et al., 2009; REIS FILHO; ARAJO; VIEIRA, 2006).

Os estrognios naturais, E1, E2 e E3 quando excretados na urina encontram-se

conjugados, basicamente na forma de sulfatos e glucorondeos, os quais ocupam a posio

C3 e / ou C17 dessas molculas. Estes conjugados polares so biologicamente inativos e

mais solveis em gua em comparao com o seu homlogo no conjugado

correspondente (GORGA; PETROVIC; BARCEL, 2013).

No entanto, esterides no estado livre so constantemente detectados tanto em

afluente como efluentes de estaes de tratamento, o que sugere que a desconjugao

ocorra em algum lugar entre excreo e a descarga do efluente da ETE, tornando-os

passveis de desencadear efeitos deletrios. Na verdade, a desconjugao fruto da ao de

bactrias como a Escherichia coli presente nas fezes que sintetizam e liberam grandes

quantidades de -glucuronidase e arilsulfatase. Essas enzimas so capazes de hidrolisar as

ligaes glucorondeas e sulfato, respectivamente. A natureza mais recalcitrante de

conjugados sulfatados nos tratamentos de guas residuais, pode ser explicada pela menor

atividade da enzima arilsulfatase, comparada com -glucuronidase (AL-ANSARI et al.,

2010; HAMID; ESKICIOGLU, 2012).

No caso dos fitoestrognios, a liberao ocorre diretamente a partir de plantas

cultivadas. No entanto, esses fitoesterides so menos potentes (em at duas ordens de

magnitude) do que o composto de referncia -estradiol. As concentraes de

fitoestrognios encontrados em guas superficiais, so na sua maioria inferiores a 10 ng.L-1

(KUSTER et al., 2009). No entanto, Kawanishi et al. (2004) encontraram concentraes

extremamente elevadas em guas de rio no Japo. Daidzena e genistena foram

encontrados em concentraes de 43 e 143 g L-1, respectivamente.

Alm do esgoto sanitrio, essas substncias podem atingir o solo e a gua atravs

dos efluentes industriais, escoamento de campos agrcolas e lixiviao de aterros sanitrios

(Figura 3), que so importantes fontes de contaminao por xenoestrognios (BENOTTI et

al., 2009; SODR; LOCATELLI; JARDIM, 2010).

34

Os resduos excretados pelo gado, sunos e outros animais tambm so fontes

potenciais de estrognios esterides. Contm quantidades apreciveis de estrona, estradiol

e estriol (KHANAL et al., 2006). Assim, a lixiviao de reas agrcolas adubadas com

esterco tem um impacto significativo no meio ambiente, resultando num elevado nvel de

estrognios em corpos receptores adjacentes.

As indstrias de papel e celulose ou ainda indstrias de bioetanol e biodiesel,

tambm contribuem significativamente para a presena de fitoestrgenos em corpos dgua

superficiais, atravs de seus efluentes (HAMID; ESKICIOGLU, 2012).

As fontes de contaminao ambiental podem ser pontuais - os efluentes de guas

residuais estaes de tratamento, os efluentes de indstrias, agricultura atividades,

lixiviados, etc; ou difusas infiltraes no solo dos compostos utilizados na agricultura e

indstria, at atingir as guas subterrneas, a recarga de aquferos com gua contaminada,

fossas spticas, disseminao de lamas provenientes do tratamento de guas residuais, etc.

(Figura 3) (FERREIRA, 2013; HAMID; ESKICIOGLU, 2012).

Os meios de exposio aos DEs no se resumem apenas ao contato com guas

contaminadas. Podem ocorrer de diferentes formas: alimentos contaminados como carnes

de bois que foram tratados com anabolizantes, pesticidas em frutas e verduras, formulaes

a base de soja, leite materno, cosmticos, etc.

Atravs da dieta os seres humanos esto constantemente expostos aos DEs, quer pela

ingesto de gua contaminada, ou por alimentos armazenados em recipientes plsticos, ou

por resduos de detergente utilizados na lavagem de utenslios domsticos, como o caso

da contaminao por bisfenol-A (BFA)(PLOTAN et al., 2013). Um exemplo de exposio

seria a ingesto de leite de vaca contaminado produzido nas condies atuais da pecuria

intensiva. Como os animais so ordenhados durante a segunda metade da gravidez, o

consumo do leite implicaria na ingesto de quantidades apreciveis de progesterona

(ALVES et al., 2007; BILA; DEZOTTI, 2007; MANTOVANI; FUCIC, 2014). Outro

exemplo desse tipo de contaminao seria o relatado em um estudo realizado no Lbano.

Nesse pas, a maioria da populao depende de gua engarrafada para beber e cozinhar.

Dhaini; Nassif (2014) quantificaram os nveis de BFA em amostras de gua coletadas a

partir de garrafas de PC comercialmente disponveis no mercado libans. Nesse estudo,

foram simuladas as condies de armazenagem e transporte. Todas as garrafas de gua

35

foram mantidos fechadas e expostas luz solar durante 72 h numa zona ao ar livre, a uma

temperatura mxima de 35 C, durante o ms de setembro, antes dos testes laboratoriais.

Os resultados mostraram que cinquenta e nove por cento das amostras apresentaram nveis

de BFA acima dos limites de deteco (> 0,05 ng.ml-1). As concentraes variaram de 50 a

1.370 ng.L-1 de BFA.

Figura 3: Diferentes rotas de exposio dos Desreguladores Endcrino

Fonte: Aquino; Brandit; Chernicharo (2013).

3.3. Ao dos Desreguladores Endcrinos

A funo primria de um sistema endcrino transformar vrios estmulos

exgenos em mensageiros qumicos e hormonais, resultando na expresso apropriada de

genes e sntese de protenas e / ou ativao de sistemas enzimticos especficos do tecido j

existente. Os trs principais tipos de hormnios que regulam o sistema endcrino so os

estrgenos, andrgenos, e os hormnios da tiroide (GLTEKIN; INCE, 2007).

3.3.1. Sistema Endcrino

O sistema endcrino (Figura 4) constitudo por um conjunto de glndulas

localizadas em diferentes reas do corpo, como hipfise na base do crebro, a tireoide, as

36

gnadas e as glndulas suprarrenais, e pelos hormnios por elas sintetizados, tais como a

tiroxina, os estrognios e progestagnios, a testosterona e a adrenalina (BERGMAN et al.,

2013).

Figura 4: Conjunto de glndulas que compem o sistema endcrino.

Fonte: Ghisselli; Jardim (2007).

Os hormnios so substncias produzidas pelas glndulas e excretadas para a

corrente sangunea onde sero carreadas at o local de ao, controlando as funes do

organismo como um todo (GHISSELLI; JARDIM, 2007).

De modo geral, os hormnios se ligam a receptores especficos para exercer um

tipo de ao e de acordo com suas similaridades estruturais so agrupados em cinco classes

principais: derivados de aminocidos, neuropeptdicos, proteicos, derivados de vitamina e

os esterides. Os hormnios proteicos, peptdeos e derivados de aminocidos interagem

com receptores de membrana. Esterides, hormnios tireoidianos, vitamina D e retinides

so lipossolveis e interagem com receptores nucleares intracelulares (FONTENELE et al.,

2010).

A hipfise a principal glndula do sistema endcrino e influencia a produo e

liberao de outros hormnios. Hormnios reprodutivos, esterides (estrgenos,

andrgenos, progesterona) controlam os processos fisiolgicos associados com a

37

reproduo. Os hormnios tireoidianos controlam os processos metablicos e coordenam

estes e os hormnios envolvidos no apetite, regulao do peso corporal e do metabolismo.

Os hormnios adrenais controlam as vrias respostas fisiolgicas ao stress (BERGMANN

et al., 2013).

O sistema endcrino representa uma importante ferramenta para a coordenao do

desenvolvimento e metabolismo dos seres vivos. Estmulos exgenos como a durao do

dia, a temperatura, a luz, bem como estmulos endgenos geralmente conhecidos como o

relgio "interno", so processados no sistema nervoso central. Depois de uma complexa

cadeia de processos bioqumicos, o hipotlamo segrega a liberao de hormnios ou libera

hormnios de inibio que controlam a secreo de hormnios da glndula pituitria. Estas

glicoprotenas excretadas induzem a sntese e liberao de hormnios de tecidos

especficos nas diversas glndulas (timo, tireoide, paratireoides, suprarrenais, pncreas,

pineal, testculos e ovrios). Hormnios excretados por estas glndulas internas viajam

atravs da corrente sangunea para os tecidos alvos onde se ligam a um receptor. Esta

mudana transmitida atravs da membrana plasmtica de uma clula em diferentes

formas, dependendo do tipo de hormnio (LINTELMANN et al., 2003).

Apesar de muitas etapas, este sistema sensvel pode ser influenciado por diferentes

estmulos externos. A maioria dos efeitos dos DEs atribuda funo das gnadas, que

controlam o desenvolvimento de diferenciao sexual, caractersticas sexuais secundrias,

e o funcionamento dos rgos sexuais (LINTELMANN et al., 2003)

O colesterol o precursor das cinco principais classes de hormnios esterides. De

acordo com o seu nmero de tomos de carbono as classes so divididas, segundo

Lintelmann et al. (2003) em:

C21: derivados de pregnano, assim chamados progestgenos, glicocorticides, e

mineralocorticides;

C19: derivados de androstano, chamados andrognios; e

C18: derivados de estrona, os chamados estrognios.

Estrgenos e progestgenos so hormnios femininos com diferentes aes. Os

estrognios (estradiol, estrona, estriol) so responsveis pelas caractersticas sexuais

secundrias femininas e regulao de reproduo. Estradiol estimula a proliferao e

38

crescimento nos rgos do trato reprodutivo, ativa o desenvolvimento do endomtrio do

tero, e influencia na libido. Os estrognios ajudam a manter a gravidez e a preparar os

seios para a lactao. A progesterona ajuda a regular a mudanas que ocorrem durante

menstruao e influencia o desenvolvimento das membranas fetais e glndulas mamrias

durante a gravidez (LINTELMANN et al., 2003).

Os principais andrgenos ou hormnios masculinos so a testosterona e

diidrotestosterona. Eles promovem o desenvolvimento e diferenciao de rgos de

reproduo masculino, antes e aps o nascimento. Andrgenos determinam caractersticas

sexuais secundrias masculinas (LINTELMANN et al., 2003).

Os hormnios so importantes para os vertebrados e invertebrados. Eles so

essenciais para o controle de um grande nmero de processos no organismo, tais como, o

incio de diferenciao celular durante o desenvolvimento embrionrio e a formao de

rgos, para o controle de tecido e a funo dos rgos em idade adulta (BERGMANN et

al., 2013).

3.3.2. Mecanismos de Ao

Muitos hormnios apresentam seu efeito no tecido alvo por influenciar a

transcrio de genes especficos que levam a um aumento da biossntese ou inibio de

protenas especficas. Assim, os hormnios interagem com receptores produzindo um

aumento da produo de RNAm seguido por um aumento da expresso da protena,

resultando finalmente em efeitos observados, tais como aumento crescimento nos rgos

do aparelho reprodutor e as glndulas mamrias (LINTELMANN et al., 2003).

Hormnios esterides exercem sua ao na clula alvo atravs de receptores

intracelulares ou de membrana. O mecanismo genmico empregando receptores

intracelulares consiste de regulao estimulao ou inibio da expresso de genes

particulares. As etapas iniciadas pela ligao do hormnio com os receptores intracelulares

seguida pela translocao do complexo esteride-receptor para o ncleo, a sua ligao a

elementos de esterides regulados e a transativao torna acessveis os stios de iniciao

para a transferase de RNAm e a iniciao da transcrio, o que inclui uma srie de

interaes protena-protena com fatores nucleares (muitas vezes chamados de co-

39

ativadores ou co-receptores) muitos dos quais apenas recentemente foram descobertos. Os

DEs podem interferir com todas estas etapas, levando a uma incrvel diversidade e

complexidade da ao de substncias (HAMPL; KUBTOV; STRKA, 2014).

O mecanismo pelo qual um produto qumico interrompe a ao do hormnio tem

um impacto muito grande no padro de efeitos que se espera observar. Geralmente,

existem dois caminhos pelos quais um produto qumico pode atrapalhar a ao de um

hormnio: a ao direta sobre um complexo de protenas de receptores hormonais, ou uma

ao direta sobre uma protena especfica que controla a excreo de um hormnio. Assim,

um produto qumico pode bloquear a sntese de um hormnio (BERGMANN et al., 2013).

O mecanismo de ao dos DEs ainda em grande parte desconhecido. As aes dos

DEs podem ser mediadas pela ligao direta por sistemas enzimticos em receptores

nucleares ou de membrana, esterides e no esterides, incluindo neurotransmissores. A

ligao a estes receptores resulta na estimulao ou inibio dos mecanismos de

transcrio ou ps-transcrio celular, interferindo com a atividade dos canais de ios ou

de protenas que atuam como segundo mensageiros (CORREIA; FONTOURA, 2015).

Os DEs interferem de alguma forma com a ao hormonal, e ao faz-lo podem

produzir efeitos adversos na sade humana e animal. Os sistemas fisiolgicos afetados por

esta perturbao provavelmente incluem todos os sistemas hormonais que vo desde o

desenvolvimento e funo dos rgos reprodutivos at diabetes em adultos ou doena

cardiovascular (BERGMANN et al., 2013).

Os receptores nucleares (RNs) esto envolvidos em praticamente todas as funes

vitais, por exemplo, o desenvolvimento fetal, a homeostase, reproduo, metabolismo e

resposta a substncias xenobiticas. Os receptores hormonais desta famlia so os

receptores de hormnio esteroide (RE), receptores de hormnios andrgeno (RA), receptor

de progesterona (RP), receptor de glicocorticoides (RG) e receptor de mineralocorticoides,

bem como os receptores de hormnios da tireoide (TRs) (SWEDENBORG et al., 2009).

DEs podem possuir vrios mecanismos de ao, no entanto, pelo fato de que muitos

DEs so pequenos compostos lipoflicos, uma via privilegiada atravs de sua interao

direta com um dado RN, que presumivelmente perturba ou modula a expresso do gene.

Por exemplo, a maioria DEs associados a defeitos reprodutivos e de desenvolvimento

interferem com a funo do receptor de estrgeno (RE) e/ou receptor de andrgeno (RA),

40

assim podem interrompem a atividade normal de estrgenos e andrgenos endgenos

(CASALS-CASAS; DESVERGNE, 2011).

Os receptores hormonais possuem uma grande afinidade por seus respectivos

hormnios e quando a concentrao deste no organismo baixa, isso gera um efeito

produzindo uma resposta natural (Figura 5). Isso explica porque substncias exgenas

mesmo presente em baixas concentraes so capazes de gerar um efeito causador de uma

resposta (GHISSELLI; JARDIM, 2007).

Fonte: Gisselle; Jardim (2007).

Alguns DEs podem ligar-se diretamente a estes receptores quer como agonistas ou

antagonistas, aumentando ou inibindo o efeito de um hormnio, respectivamente.

Um agonista exgeno pode ser definido como uma substncia que pode ligar a um

receptor como o substrato natural e ativ-lo. A ativao do receptor de hormonal conduz

aos mesmos efeitos que pode ser causada pela ao do hormnio endgeno. A potncia de

um agonista exgeno depende da sua afinidade ao receptor bem como da sua capacidade

para ligar ao receptor (LINTELMANN et al., 2003).

Outras substncias podem agir sobre os receptores hormonais atravs de um

mecanismo antagnicos: um antagonista uma substncia que bloqueia ou diminui

respostas induzidas por agonistas no receptor. A inibio do receptor pode ser do tipo

competitivo (isto , o agonista endgeno e exgeno antagonista competem pelo mesmo

stio de ligao) ou pode ser no competitivo (isto , os inibidores se ligam ao receptor

inativando-o, mas em um local diferente do stio de ligao da substncia endgena)

(LINTELMANN et al., 2003).

Figura 5: Disfunes Endcrinas.

41

Em resumo, os DEs podem agir no organismo de trs formas diferentes: imitando a

ao de um hormnio produzido naturalmente pelo organismo desencadeando assim, um

feito semelhante ao hormnio natural; bloqueando os receptores nas clulas que recebem

os hormnios, impedindo a ao dos hormnios naturais, ou afetando a biossntese, o

metabolismo e transporte. Podem agir a nvel do genoma, influenciando a expresso de

genes e at mesmo atravs de mecanismos epigenticos, incluindo efeitos sobre o

imprinting genmico (GHISSELLI; JARDIM, 2007; HAMPL; KUBTOV; STRKA,

2014; PLOTAN et al., 2013).

No organismo o bisfenol-A pode atuar como um antiestrognico, ou seja, bloquear

a resposta estrognica por competir com E2 endgeno e pode tambm ligar-se diretamente

aos receptores de andrgenos, e possivelmente considerado um antiandrognico,

bloqueando a ao dos andrognios endgenos (ROCHESTER, 2013).

Um estudo realizado por Kjeldsen e Bonefeld-Jrgensen (2013) demonstrou,

atravs de um estudo in vitro, o potencial de compostos perfluorados para atuar como

agonista em RE e antagonistas em RA. Alm disso, houve um efeito negativo na regulao

da atividade enzimtica da aromatase, enzima pertence ao grupo de enzimas do citocromo

P450 que agem como mediadoras da aromatizao de andrgenos em estrgeno, ou seja,

converte hormnios andrgenos em estrgenos.

Particular ateno foi dedicada atividade da aromatase, no s em humanos e

roedores, mas tambm em peixes em relao ao forte impacto dos DEs em gua na

reproduo dos mesmos. Em roedores, foi mostrado que o bisfenol-A de plastificantes

podem aumentar a atividade da aromatase na prstata de ratos. Ao mesmo tempo, o

bisfenol-A afetou a expresso de outra importante enzima 5-redutase - existente sob a

forma de trs isoenzimas (5-R1, 5-R2 e 5-R3) que metaboliza esterides. Embora a

expresso das duas primeiras isoenzimas inibida por bisfenol-A, a terceira, 5-R3,

conhecida como um biomarcador para a malignidade, aumentada. Isto um exemplo do

efeito sinrgico de desreguladores em vrios locais, cada um conduzindo a um aumento do

risco de cncer. Outro alvo para DEs so isoenzimas responsveis pela sulfatao de

estrgenos, andrgenos e seus precursores na via biossinttica. A sulfatao desempenha

um papel importante na desintoxicao e no controlo da atividade de

esterides. Sulfotransferases foram inibidas por ftalatos, fenis clorados e tambm por

alguns fitoestrognios (HAMPL; KUBTOV; STRKA, 2014).

42

Como visto, os DEs podem atuar em vrios nveis diferentes, e as aes mais bem

estudadas so aquelas em que os compostos se ligam aos REs e as aes estrognicas

copiam ou bloqueiam as normais. No entanto, outras aes perturbadoras, menos estudadas

incluem alteraes no receptor ou disponibilidade hormonal (que afetam a sua sntese, o

transporte, metabolismo e excreo) e outros mecanismos mais recentemente identificados

de ao incluem a perturbao causada pela ligao a outros receptores (PINTO;

ESTVO; POWER, 2014).

3.4. Ecotoxicidade dos Desreguladores Endcrinos

Os efeitos adversos de DES sobre o sistema reprodutivo em seres humanos e

animais silvestres tornaram-se uma grande questo para a cincia. A correlao entre a

exposio e a sade, incluindo eventuais impactos de longo prazo ainda discutida, sendo

uma tese muito complicada e controversa, que difcil de confirmar.

A origem da hiptese da ao dessas substncias no sistema endcrino de

organismos expostos se deu pela observao de caractersticas femininas em machos de

aves coloniais expostos a agrotxicos na regio dos Grandes Lagos (EUA Canad). O

mesmo fenmeno foi relatado em populaes de Jacar de lagos da Flrida na dcada de

80. Em seres humanos essa observao se deu pelo aumento nos casos de cncer no

sistema reprodutivo de filhas de mulheres que usaram Dietilestilbestrol (DES), um

estrgeno sinttico usado para prevenir o aborto, entre os anos de 1940 e 1970. Essa

substncia causou alteraes no desenvolvimento das filhas incluindo adenocarcinoma de

clulas da vagina, e anormalidades estruturais do colo do tero, no tero, e da trompa.

(ALVES et al., 2007; BERGMAN et al., 2013; BILA; DEZOTTI, 2007; HOTCHKISS et

al., 2008; REIS FILHO; ARAJO; VIEIRA, 2006).

Outros exemplos de efeitos no intencionais de DEs em humanos esto

relacionados utilizao de xampus contendo estrgenos, os quais podem causar a

antecipao da puberdade nas meninas e ginecomastia em meninos. Em alguns dos

xampus, por exemplo, foram detectados at 4 mg de estradiol por 100 g de produto. Alm

disso, estudos clnicos documentaram a impotncia sexual de trabalhadores de fbricas

expostos ao cido dissulfnico, um derivado do estilbeno. Estes estudos foram realizados

43

em resposta a queixas de impotncia e diminuio da libido entre homens trabalhadores

envolvidos na manufatura do cido dissulfnico (KUNZ et al., 2004).

Embora a maioria dos efeitos em seres humanos tenham sido ocasionados devido a

exposies ocupacionais ou farmacuticas, centenas, se no milhares de publicaes

mostram associaes entre as exposies aos DEs e seus efeitos adversos em seres

humanos (CASALS-CASAS; DESVERGNE, 2011; KUNZ et al., 2004; MANTOVANI;

FUCIC, 2014). Alm disso, estudos com animais de laboratrio, fortalecem a ocorrncia de

muitos desses efeitos adversos observados no ambiente e ainda proporcionaram a

elucidao dos mecanismos para explic-los (HOTCHKISS et al., 2008).

Grande parte do interesse sobre a exposio aos DEs na sade humana vem dos

efeitos adversos causados na funo e no desenvolvimento reprodutivo de ambos os sexos,

incluindo a qualidade e diminuio de smen (isto , nmeros reduzidos, mortalidade, e

alterada morfologia dos espermatozoides), anormalidades do trato reprodutivo masculino

(por exemplo, hipospdia e criptorquidia), infertilidade, aumento da incidncia de ovrios

policsticos, alteraes na glndula da tireoide, endometriose, puberdade precoce e

menarca precoce, anormalidade fetal, obesidade, diabetes e cncer de mama, tero e

testculos como uma consequncia do aumento da exposio a compostos estrognicos

endgenos e exgenos (ALVES et al., 2007; CORREIA; FONTOURA, 2015; DAMSTRA,

2002; HAMID; ESKICIOGLU, 2012; MELO; BRITO, 2014; PLOTAN et al., 2013).

Dados mostraram um declnio na densidade de espermatozoides masculinos nos

Estados Unidos e Europa. Verificou-se tambm que havia uma correlao entre a

contagem de esperma mais baixo e altas concentraes de bifenilos policlorados (PCB) em

estudos com soro de sangue realizados nos Pases Baixos. Muitos tecidos humanos

mostram expresses de receptores de estrognios, incluindo o crebro, sistema imunitrio,

sistema cardiovascular, pulmes, glndulas mamrias, fgado, rins, sistema reprodutor

(ovrio, testculos, tero, prstata), tecido adiposo e ossos (CHANG et al., 2009).

O equilbrio estrognio / andrgeno um componente chave no ajuste de todo o

processo da puberdade, interagindo com fatores de crescimento e a maturao de todos os

rgos e sistemas. Contudo, a exposio aos DEs pode alterar esse equilbrio e o

desenvolvimento puberal (MANTOVANI; FUCIC, 2014).

44

Na verdade, as mudanas no sistema endcrino ocorrem sistematicamente por

fatores naturais ambientais, e frequentemente compostos liberados no ambiente podem no

causar qualquer tipo de distrbio. A questo , at que ponto cada indivduo exposto pode

se adaptar sem gerar qualquer tipo de patologia a diferentes concentraes dos

desreguladores endcrinos? As consequncias da exposio podem ser exibidas, no s em

nvel individual, mas tambm no nvel de sua prole, ou seja, pode haver mudanas e efeitos

no nvel da populao (FERREIRA, 2013).

A maioria dos estudos sobre DEs tem focado predominantemente a interao dessas

substncias com os sistemas hormonais estrognicos, andrognicos e o sistema hormonal

da tireoide. No entanto, um nmero crescente de estudos apontam para a interao desses

compostos com os outros sistemas controlados pelos hormnios (CASALS-CASAS;

DESVERGNE, 2011). Assim, devido o impacto dos DEs sobre as atividades hormonais,

atualmente os estudos sobre os efeitos potenciais tm se concentrado tanto no sistema

reprodutor como tambm sobre outros sistemas fisiolgicos, como o sistema imunitrio,

cardiovascular e neuronal. Especificamente, tem sido demonstrado que alguns compostos

organofosforados com atividade hormonal podem estar envolvidos no aumento da

incidncia de certas desordens metablicas, tais como obesidade e diabetes tipo II

(ESTEBAN et al., 2014; HOTCHKISS et al., 2008).

Durante o desenvolvimento embrionrio a exposio aos DEs podem causar

maiores danos, cujos efeitos podem manifestar-se tardiamente. o que est implcito no

conceito de base fetal da doena adulta como foi sugerido por Barker em 1997,

propondo que as fases de desenvolvimento fetal e neonatal so um perodo crtico de

elevada susceptibilidade a fenmenos de desregulao, que podem levar a mecanismos

fisiopatolgicos adaptativos que condicionam o desenvolvimento futuro (CORREIA;

FONTOURA, 2015).

nessa fase que os DEs sozinhos, ou em misturas, provocam fortes efeitos, muitas

vezes irreversveis, nos rgos em desenvolvimento, ao passo que a exposio de adultos

provoca menor ou nenhum efeito. Consequentemente, h agora uma crescente

probabilidade de que a exposio fetal e infantil a poluentes qumicos desempenhem um

papel maior na etiologia de vrias doenas e distrbios endcrinos da tiroide, dos sistemas

imunolgicos, digestivos, cardiovasculares, reprodutivos e metablicos, incluindo a

45

obesidade infantil e a diabetes, do que se pensava possvel (BERGMAN et al., 2013;

ESTEBAN et al., 2014).

Animais expostos a baixas doses de bisfenol-A durante o perodo perinatal

mostraram malformaes e alteraes do sistema reprodutivo, das glndulas mamrias, e

do crebro (RICHTER et al., 2007). Os animais tambm demonstraram um comportamento

anormal, reduo da fertilidade, e obesidade (VANDENBERG et al., 2009). A atual dose

diria tolervel (TDI), criado pela Agncia Europeia de Segurana Alimentar (EFSA) para

BFA de 50 g.kg-1, idntica dose de referncia (RFD) definido pela Agncia de

Proteo Ambiental (EPA). No entanto, estudos relatam que o BPA poderia ser um

desregulador endcrino em doses vrias vezes menor do que as RFD e TDI (DHAINI;

NASSIF, 2014).

Akin et al. (2015) investigaram a possvel ligao entre bisfenol-A e a sndrome do

ovrio policstico (SOP). Um total de 112 meninas com SOP e 61 controles entre 13 e 19

anos de idade foram includas no estudo. Os resultados mostraram que as adolescentes com

SOP tinham concentraes significativamente maiores de nveis sricos de bisfenol-A que

as controles, independentemente da obesidade. Concentraes de bisfenol-A foram

significativamente correlacionados com os nveis de andrgenos, levando a inferir que essa

substncia pode desempenhar um papel na etiopatogenia da SOP em adolescentes.

Alm disso, os DEs esto ligados a uma variedade de efeitos adversos na sade de

animais selvagens e domsticos, como cnceres hormnios-dependentes, doenas do

sistema reprodutivo e reduo reprodutiva (GLTEKIN; INCE, 2007).

Organismos aquticos so alvos particularmente importantes, pois esto expostos,

ao longo de toda sua vida, a compostos presentes em efluentes domsticos e industriais.

Entre muitas espcies de peixes, o processo de feminilizao, como malformao

dos testculos ou peixes hermafroditas, foi observado a jusante de efluentes de esgotos

municipais. Portanto, agentes qumicos estrognicos liberados por efluentes municipais

lanados no meio aqutico podem causar respostas biolgicas anormais em espcies

expostas (AL-ANSARI et al., 2010; CLOUZOT et al., 2008).

A fisiologia de peixes frequentemente semelhante ao dos humanos, em particular

no nvel molecular. Adicionalmente, o sistema reprodutivo desses organismos regulado

46

por hormnios similares aos dos mamferos. Ento de se esperar que a exposio dos

peixes aos DEs gere algum tipo de efeito (FICK et al., 2010; REIS FILHO et al., 2007),

como por exemplo, o aumento das taxas de feminilizao (REIS FILHO; LUVIZOTTO-

SANTOS; VIEIRA, 2007).

A determinao de produtos farmacuticos no plasma sanguneo de peixes pode ser

usado para avaliar o risco de efeitos farmacolgicos, pois as concentraes podem ser

comparadas com as encontradas nos nveis plasmticos teraputicos em seres

humanos. Fick et al. (2010) expuseram trutas arco-ris a efluentes no diludos de esgoto

tratado em trs locais da Sucia durante 14 dias. A concentrao de 25 produtos

farmacuticos foi determinada no plasma sanguneo e nos efluentes por LC-MS e CG-

MS. O progestgeno levonorgestrel, esteroide sinttico com atividade de progesterona, foi

detectado no plasma sanguneo de peixes em concentraes que variaram 8,5 g.L-1 12

g.L -1, valores que excedem o nvel plasmtico teraputico humano (2,4 g.L-1 ). Essas

concentraes so extremamente altas para peixes e pode ser comparada as concentraes

plasmticas em mulheres que utilizam plula contraceptiva de emergncia.

Os principais efeitos causados por estrgenos em peixes incluem desenvolvimento

sexual alterado, presena de espcies intersexuais, mudana no comportamento de

acasalamento, etc. A alta incidncia de intersexualidade foi descrita em peixes das espcies

Rutilus rutilus e Sander vitreus vitreus, em rios que receberam efluentes de ETEs

domsticos e municipais contendo hormnios estrognicos (JOBLING et al., 1998;

POLLOCK; DUBE; SCHRYER, 2010; PURDOM et al., 1994). Foi observado ainda

alteraes no comportamento de acasalamento em Danio rerio exposto a EE2 na

concentrao de 9,86 ng.L-1 com diminuio do cortejamento da fmea, levando a

reproduo reduzida (COE et al., 2010).

Al-Ansari et al. (2010), reportaram a diminuio na fecundidade no vairo

(Pimephales promelas) quando em contato com o 17-etinilestradiol em concentraes de

0,3-5 ng L-1. Tambm foi observada a feminilizao nesse peixe e em peixe-zebra (Danio

rerio) expostos a concentraes ainda mais baixas (0,05-5 ng.L-1) .

A inibio da ovulao de vrias espcies de peixes e alterao do desenvolvimento

das caudas dos girinos em espcies de rs (Xenopus laevis) e anomalias no

desenvolvimento dos otlitos de peixe-zebra durante a embriognese precose, foram

47

observadas quando essas espcies foram postas em contato com o BFA (ESTEBAN et al.,

2014).

A atividade estrognica de uma substncia pode ser medida atravs da

determinao dos nveis de vitelogenina (VTG) no plasma sanguneo de um organismo

(Figura 6). A VTG uma protena que desempenha um papel importante no sistema

reprodutivo de vertebrados ovparos fmeas. sintetizada no fgado, regulada por

estrognio e transportada atravs do sangue para os ovrios, onde sero incorporados no

desenvolvimento dos vulos (REIS FILHO; ARAJO; VIEIRA, 2006).

Figura 6: Representao esquemtica simplificada da seqncia de processos que leva sntese do biomarcador de exposio VTG em peixes machos.

Fonte: Reis Filho; Arajo; Vieira, (2006).

De um modo geral, o gene do VTG tambm est presente em organismos machos,

mas sob condies normais no expresso, possivelmente, pela baixa concentrao de

estrognio no sangue. O aumento de VTG no plasma de um organismo considerado uma

evidncia da exposio a substncias com atividade estrognica (BILA; DEZOTTI, 2003).

Sua presena em peixes machos s possvel mediante induo externa, j que sua sntese

desencadeada pela atividade de hormnios femininos (REIS FILHO; ARAJO; VIEIRA,

2006).

Kidd et al. (2007) realizaram um experimento radical. Contaminaram um lago de

gua doce localizado em uma rea experimental no Canad com 17-etinilestradiol. O

48

resultado mostrou a feminilizao de peixes machos (Fathead), determinada pela produo

de vitelogenina (VTG), o que quase levou a espcie a extino no local do experimento.

Al-Ansari et al. (2010) investigaram a bioacumulao de EE2 em peixes Shorthead

Redhorse suckers (ShRHS) ( Moxostoma macrolepidotum ) presentes no Rio St. Clair no

Canad, contaminado com altas concentraes de contaminantes de efluentes industriais e

municipais. Os resultados mostraram que oito em cada dez machos capturados em um

ponto amostral possuam concentraes detectveis de VTG e EE2 o qual foi encontrado

em 50% das amostras.

Brian et al. (2005) relataram a induo de VTG em peixes expostos ao EE2 cujo o

EC50 foi to baixo quanto 1 ng L-1.

Estudos laboratoriais demonstraram que as concentraes de E2, E1 e EE2

encontrada em alguns ambientes aquticos que receberam efluentes domsticos so

suficientes para induzir