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O mercúrio (Hg) é um dos metais mais tóxicos presente no meio ambiente e o principal mecanismo relacionado à sua toxicidade é a indução do estresse oxidativo; sua forma orgânica, metilmercúrio (MeHg) é a que apresenta maior toxicidade. A exposição ao Hg ocorre principalmente através da inalação por trabalhadores ocupacionalmente expostos em diversas indústrias e/ou através do consumo de peixes e outros alimentos aquáticos contendo este metal, como por exemplo, populações amazônicas que estão expostas ao MeHg, via dieta, através do consumo de peixes contaminados. Por outro lado, é pressuposto que alimentos ricos em antioxidantes possam prevenir os efeitos adversos à saúde causados pela exposição ao Hg. O flavonóide quercetina (QC) é o principal polifenol da dieta humana, encontrado principalmente em cebola e frutas cítricas e os carotenóides bixina (BIX) e norbixina (NOR) estão presentes em grandes quantidades no urucum, o qual é amplamente utilizado como condimento no Brasil. Assim sendo, o presente trabalho teve por objetivo avaliar os possíveis efeitos protetores do flavonóide QC e dos carotenóides BIX e NOR contra os diversos efeitos adversos causados pelo cloreto de mercúrio (HgCl2) e MeHg, em modelos experimentais in vitro e in vivo. Para tal, culturas de células de hepatoma humano (HepG2) e ratos machos Wistar foram expostos a diversas concentrações do metal, dos fitoquímicos bem como à suas associações. Determinações das concentrações de glutationa, malondialdeído, proteínas carboniladas, atividades das enzimas antioxidantes catalase e glutationa-peroxidase os quais refletem o estado redox das células e monitoramento do dano no material genético pelo uso do ensaio do cometa e determinações dos níveis de 8-hidroxi-2-deoxiguanosina foram realizados no presente estudo. Os resultados obtidos indicam que o Hg causa claros efeitos genotóxicos e leva a uma serie de alterações de parâmetros bioquímicos relacionados ao estado redox das células, in vitro e in vivo. Além disso, foi evidenciado que fitoquímicos, os quais são comumente encontrados na dieta de seres humanos, denominados QC, BIX e NOR protegem contra a instabilidade genética causada pelo metal e restabelece os distúrbios do estado redox das células causados pela exposição ao Hg. Mercury (Hg) is one of the most hazardous metals in the environment and the major process responsible for its toxicity is oxidative damage; its organic form methylmercury (MeHg) presents the highest toxicity. The main way of exposition to Hg is through inhalation by workers occupationally exposed in several industries and/or through consumption of fishes and other aquatic food with the metal, as Amazonian populations which are exposed to MeHg, via diet, by consumption of contaminated fishes. On the other hand, it is conceivable that antioxidants may play a protective role in the prevention of adverse effects of Hg. The flavonoid quercetin (QC) is the most abundant polyphenol of the human diet, found mainly in onions and citric fuits and the carotenoids bixin (BIX) and norbixin (NOR) are present in high concentrations in annatto, which is widely used as flavoring in Brazil. Therefore, the present study aims to evaluate the possible protective effects of the flavonoid QC and of the carotenoids BIX and NOR against the adverse effects caused by mercury chloride (HgCl2) and MeHg, in experimental models in vitro and in vivo. For this, human hepatoma cells (HepG2) cultures and male rats Wistar were exposed to several concentrations of the metal, of the phytochemicals as well as their associations. Determination of concentrations of glutathione, malondialdehyde, carbonil proteins, activity of the antioxidant enzymes catalase and glutathione-peroxidase, which reflect the redox status of the cells and monitoring of DNA-damage by use of comet assay and measurements of 8-hydroxi-2-deoxyguanosine levels were carried out in the present study. The results indicate that Hg cause clear genotoxic effects and lead to several alterations of biochemical parameters related to redox status of the cells, in vitro and in vivo. Moreover, it was observed that pythochemicals commonly found in the human diet, namely QC, BIX and NOR counteract the genetic instability induced by the metal and restore the disturbances of redox status of the cells caused by Hg exposition.

O chumbo (Pb) é um metal tóxico que se acumula no organismo e provoca diversos efeitos, afetando vários sistemas, tais como renal, gastrointestinal, reprodutor, endócrino, hepático e hematopoiético. No que se refere a estudos epigenéticos, quando comparados a outros metais, o Pb é, até o momento, o menos estudado e, portanto, muito pouco se sabe a respeito dos efeitos epigenéticos sobre a absorção, distribuição, metabolismo e excreção (ADME) do Pb e, consequentemente, sobre a toxicidade induzida pela exposição ao Pb. Assim, o objetivo do presente estudo consiste em avaliar o padrão de metilação de regiões promotoras dos genes GCLC e MT2A, quantificar a porcentagem de metilação global além das dosagens de parâmetros hepáticos e renais e associá-los à exposição ao Pb. De acordo com os guidelines STROBE e STREGA, 100 trabalhadores do sexo masculino com idades entre 18 e 67 anos participaram do trabalho. Cerca de 6,0 mL de sangue e 5,0 mL de soro foram coletados após a assinatura do Termo de Consentimento Livre e Esclarecido (TCLE). As concentrações de Pb no sangue (Pb-s) e no plasma (Pb-p) foram determinadas por espectrometria de massas com plasma indutivamente acoplado (ICP-MS); o DNA genômico foi extraído do sangue total e quantificado por kits específicos. As amostras de DNA foram tratadas com bissulfito de sódio e a quantificação da porcentagem de metilação global do DNA dos indivíduos expostos ao metal foi determinada pelo método de Elisa indireto e o sequenciamento das amostras para avaliar o padrão de metilação de regiões promotoras dos genes GCLC (Subunidade Catalítica de Glutamato-Cisteína Ligase) e MT2A (Metalotioneína 2A), pela técnica de pirosequenciamento. Também foram determinadas as atividades das enzimas transaminase glutâmica oxalacética (TGO) e pirúvica (TGP), bem como da gama-glutamil transferase (GGT) no plasma por espectrofotometria UV/Visível. Cerca de 32% dos voluntários consomem bebidas alcoólicas regularmente e 12% são fumantes. A concentração de Pb-s em média foi de 19 ± 10 ?g/dL (variando de 1,8 a 48 ?g/dL) e Pb-p 0,56 ± 0,64 ?g/dL atingindo valores de até 4,0 ?g/dL. A maioria dos indivíduos, apresentou concentrações de ureia, creatinina, TGO, TGP e GGT dentro dos valores de referência. Em relação aos marcadores epigenéticos, foi observada uma associação inversa entre concentrações de Pb-s e Pb-p, ou seja, indivíduos que apresentavam altas concentrações do metal, tinham menor % de metilação global do DNA. Em relação ao estudo das regiões promotoras dos genes MT2A e GCLC, os resultados sugerem que o Pb não altera a metilação nas ilhas CpGs localizadas nas regiões promotoras dos genes MT2A e GCLC, entretanto, foi capaz de induzir alterações no padrão de metilação global do DNA, fornecendo resultados acerca das possíveis interações entre o genoma e o metal. Lead (Pb) is a toxic metal that accumulates in the body and induces several effects, affecting several systems, such as renal, gastrointestinal, reproductive, endocrine, hepatic and hematopoietic. Regarding epigenetic studies, when compared to other metals, Pb is the least studied and, therefore, very little is known about the epigenetic effects on absorption, distribution, metabolism and excretion (ADME) of Pb and, consequently, on the toxicity induced by the metal. Therefore, the aim of the present study was to evaluate the methylation pattern of GCLC and MT2A gene promoter regions, to quantify the percentage of global methylation in addition to hepatic and renal measurement levels and to associate them with Pb exposure. According to the STROBE and STREGA guidelines, 100 male workers between 18 and 67 years old participated in the study. About 6.0 mL of blood and 5.0 mL of serum were collected after signing the free and informed consent term (TCLE). Pb concentrations in blood (b-Pb) and plasma (p-Pb) were determined by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS); the genomic DNA was extracted from whole blood and quantified by specific kits. The DNA samples were treated with sodium bisulfite and the quantification of the DNA global methylation percentage of workers exposed to the metal was determined by the indirect Elisa method and the sequencing of the samples to evaluate the methylation pattern of GCLC (Catalytic Subunit of Glutamate-Cysteine Ligase) and MT2A (Metallothionein 2A) by the technique of pyrosequencing. The activities of glutamic oxalacetic transaminase (TGO) and pyruvic (TGP) enzymes as well as gamma-glutamyl transferase (GGT) in plasma were also determined by UV / Visible spectrophotometry. About 32% of volunteers regularly drink alcohol and 12% are smokers. The mean b-Pb concentration was 19 ± 10 ?g / dL (ranging from 1.8 to 48 ?g / dL) and p-Pb 0.56 ± 0.64 ?g / dL reaching values up to 4.0 ?g / dL. Most of the individuals had concentrations of urea, creatinine, TGO, TGP and GGT within the reference values. In relation to the epigenetic markers, an inverse association was observed between b-Pb and p-Pb concentrations, individuals with high concentrations of the metal, had lower % of global DNA methylation. Regarding the study of the promoter regions of the MT2A and GCLC genes, the results suggest that Pb does not alter the methylation in the CpG islands located in the promoter regions of the MT2A and GCLC genes, however, it was able to induce changes in the DNA global methylation pattern, providing results on possible interactions between the genome and the metal.

No Brasil, populações ribeirinhas da Amazônia estão expostas ao metilmercúrio (MeHg) e ao chumbo (Pb) oriundos, respectivamente, de peixes e farinha de mandioca contaminados. Embora a toxicidade destes elementos químicos seja explorada há tempo, pouco se sabe sobre os efeitos decorrentes da exposição crônica a baixas doses destes toxicantes e, menos ainda, acerca da exposição simultânea a estes dois metais. Neste sentido, este trabalho foi desenvolvido objetivando avaliar a ocorrência de efeitos bioquímicos, genotóxicos e relacionados ao estresse oxidativo, decorrentes da exposição crônica de ratos a baixas doses de MeHg e Pb, associados ou não, bem como a distribuição tecidual destes metais. Adicionalmente, foram investigados os efeitos da administração da vitamina antioxidante niacina (NA) diante destas exposições. Para isto, ratos machos Wistar foram divididos em 8 grupos (n = 6): Grupo controle; Grupo MeHg, tratado com cloreto de MeHg (140 ?g/Kg/dia) por gavagem; Grupo Pb, tratado com acetato de Pb (648 ?g/Kg/dia) por gavagem; Grupo MeHg + Pb, tratado com MeHg (140 ?g/Kg/dia) e Pb (648 ?g/Kg/dia) por gavagem. Grupos paralelos (NA; NA + MeHg; NA + Pb e NA + MeHg + Pb) receberam o mesmo tratamento associado à suplementação de niacina (50 mg/Kg/dia) adicionada na água. O tratamento teve duração de 92 dias. Foram avaliados os parâmetros bioquímicos colesterol total e frações, glicose, atividade das enzimas hepáticas aspartato aminotransferase (AST) e alanina aminotransferase (ALT), e hemoglobina. Os marcadores relacionados ao estresse oxidativo determinados foram tióis totais (GSH); lipoperoxidação, avaliada pela concentração de malondialdeído (MDA) e espécies reativas ao ácido barbitúrico (TBARS); além da atividade das enzimas antioxidantes superóxido dismutase (SOD), glutationa peroxidase (GSH-Px) e catalase (CAT). Ainda, foi avaliada a concentração de óxido nítrico (NO) plasmático e a genotoxicidade por meio do Ensaio Cometa. As concentrações de mercúrio (Hg) e Pb foram determinadas em sangue total e tecidos dos animais por ICP-MS. A exposição a baixas doses de MeHg causou genotoxicidade, redução na atividade da CAT no cérebro e nas concentrações de GSH no sangue e fígado dos animais, além de peroxidação lipídica, evidenciada pelo aumento nas concentrações de MDA e TBARS no plasma e cérebro dos ratos. Os animais expostos exclusivamente ao MeHg apresentaram ainda atividade de ALT aumentada e concentração plasmática de NO reduzida. A distribuição do Hg no organismo foi maior no rim, seguido por sangue e, posteriormente, cérebro. A exposição exclusivamente ao Pb promoveu redução na concentração de GSH e na atividade de CAT, além de induzir peroxidação lipídica no cérebro dos ratos. A exposição ao Pb também resultou em genotoxicidade, além de redução na concentração de hemoglobina e NO. As maiores concentrações de Pb foram observadas no osso (fêmur) > rim > cérebro > sangue. A exposição simultânea ao MeHg e Pb não resultou em sinergismo de efeitos tóxicos em comparação ao tratamento com os metais individualmente. Considerando parâmetros como concentração plasmática de NO e GSH no sangue, fígado e cérebro, a exposição ii conjunta aos metais antagonizou os efeitos desencadeados por cada metal individualmente. Entretanto, a coexposição MeHg/Pb também promoveu genotoxicidade e lipoperoxidação. Já a administração de niacina apresentou efeitos protetores frente às alterações desencadeadas pela exposição aos metais, sem alterar a concentração e distribuição destes nos órgãos/tecidos. Em resumo, nossos resultados mostram que a exposição ao MeHg e Pb, até mesmo em doses baixas, induz toxicidade em roedores. Visto que a niacina apresentou efeitos antioxidantes e antigenotóxicos relevantes, a suplementação com esta vitamina pode ser uma alternativa para amenizar os efeitos tóxicos decorrentes da exposição ao MeHg e/ou Pb. In Brazil, riverside populations of the Amazon are exposed to methylmercury (MeHg) and lead (Pb) coming respectively from contaminated fish and cassava flour. Although the toxicity of these elements has been explored for some time, little is known about the effects of chronic exposure at low doses and even less about the simultaneous exposure. Thus, this work aimed to evaluate the occurrence of biochemical, genotoxic and oxidative stress related effects, resulting from chronic exposure of rats at low doses of MeHg and Pb, associated or not, as well as the tissue distribution of these elements. Additionally, the effects of co-administration of the antioxidant vitamin niacin (NA) on the toxic effects were investigated. For this, male Wistar rats were divided into 8 groups (n = 6): Control group; MeHg group, received MeHg chloride (140 ?g/Kg/day) by gavage; Pb group, received Pb acetate (648 ?g/Kg/day) by gavage; MeHg + Pb group, received MeHg (140 ?g/Kg/day) and Pb (648 ?g/Kg/day) by gavage. Parallel groups (NA; NA + MeHg; NA + Pb and NA + MeHg + Pb) received the same treatment associated with niacin supplementation (50 mg/kg/day) added to the water. The treatment lasted 92 days. Biochemical parameters such as total and fractions cholesterol, glucose, hepatic enzyme activity such as aspartate transaminase (AST) and alanine transaminase (ALT), and hemoglobin were determined. Oxidative stress markers such as total thiols (GSH); lipid peroxidation, measured by malondialdehyde (MDA) and thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) concentrations; besides the activity of superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GSH-Px) and catalase (CAT) antioxidant enzymes were evaluated in treated and non-treated animals. Also, the concentration of plasmatic nitric oxide (NO) and genotoxicity by the Comet Assay was assessed. Levels of mercury (Hg) and Pb were determined in whole blood and tissues of animals by ICP-MS. Low doses of exposure to MeHg caused reduction of CAT activity in the brain and reduction of GSH concentrations in the blood and liver of animals, besides genotoxicity and lipid peroxidation, as evidenced by the increase levels of MDA and TBARS in plasma and brain of rats. Animals exposed to MeHg still had increased ALT activity and decreased plasmatic NO levels. Levels of Hg were found higher in kidney, followed by blood and brain. Pb exposure alone promoted reduction of GSH concentration and CAT activity, and induced lipid peroxidation in the brain of rats. Moreover, genotoxicity, and reduction of hemoglobin and plasmatic NO levels were also observed in the group of animals treated only with Pb. The highest Pb levels were observed in bone (femur) > kidney > brain > blood. Simultaneous exposure to MeHg and Pb did not result in synergistic toxic effects. Considering parameters such as plasmatic NO and GSH levels in blood, liver and brain, the joint exposure to metals antagonized the effects produced by each metal individually. However, the MeHg/Pb co-exposure also promoted genotoxicity and lipid peroxidation. On the other hand, administration of niacin exhibited protective effects under the changes triggered by exposure to metals without altering the concentration and distribution of these metals in the organs/tissues of animals. Taken together, our results demonstrated that exposure to MeHg and Pb, even at low doses, are toxic to iv rodents. Moreover, since niacin presented relevant antioxidant and antigenotoxic effects, supplementation with this vitamin can be an alternative to mitigate the toxic effects resulting from exposure to MeHg and/or Pb.