Avaliação da exposição in vivo ao formaldeído sobre parâmetros do estresse oxidativo, inflamação e modificações epigenéticas
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2020 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Manancial - Repositório Digital da UFSM |
dARK ID: | ark:/26339/0013000006hj4 |
Texto Completo: | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/24009 |
Resumo: | Air quality has been discussed for some time among the scientific community. Air pollution in the external environment and that of the indoor environment have been caused for concern. Volatile organic compounds (VOCs) are the pollutants that most contribute to inadequate indoor air quality. Formaldehyde (FA) is the VOC with the highest emission indoors and is found in industrial environments, building materials and consumer products such as cosmetics, detergents and disinfectants. Exposure to FA has been related to several toxic effects. Studies have shown associations between exposure to FA and clinical symptoms such as eye and upper respiratory tract irritation, immunological changes, and mutagenic changes. In this context, this study aimed to evaluate for 28 days the FA 5 ppm inhalation effects on oxidative stress, inflammation process, genotoxicity, and global DNA methylation in mice as well as to investigate the potential protective effects of melatonin. For that, analyses were performed on lung, liver and kidney tissues, blood, and bone marrow. Bronchoalveolar lavage (BAL) was used to measure inflammatory parameters. Lipid peroxidation (TBARS), protein carbonyl (PCO), non-protein thiols (NPSH), catalase activity (CAT), comet assay, micronuclei (MN), and global methylation were determined. In addition, the possible protective effect of melatonin 20 mg/kg against exposure to FA was evaluated in modulating the damage induced by exposure, since the effects of melatonin are related to its antioxidant activity, thus being able to play a bioprotective effect. The experimental in vivo results showed that FA induces a significant increase in TBARS (p<0.05) and NO (p<0.05) levels and a decrease in NPSH levels (p<0.01). In addition, there were observed increases in inflammatory cells recruited for BAL and remodeling of the lung parenchyma, evidenced by histology analysis. These findings possibly characterize oxidative and inflammatory damage to the lung. Likewise, in the liver tissue, the exposure to 5 ppm FA increased TBARS (p<0.0001) and PCO (p<0.05) levels and decreased NPSH levels. Besides, FA significantly induced DNA damage, evidenced by the increase of % tail moment (p<0.01) and MN frequency (p<0.05). The pretreatment of mice exposed to FA applying melatonin improved inflammatory and oxidative damage in lung and liver tissues and attenuated MN formation in bone marrow cells. The pulmonary histological study reinforced the results observed in biochemical parameters, demonstrating the potential beneficial melatonin role. Therefore, our results demonstrated that FA exposure with repeated doses might induce oxidative damage, inflammatory and genotoxic effects, and melatonin minimized the toxic effects caused by FA inhalation in mice. |
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Avaliação da exposição in vivo ao formaldeído sobre parâmetros do estresse oxidativo, inflamação e modificações epigenéticasEvaluation of exposure in vivo to formaldehyde on parameters of oxidative stress, inflammation and epigenetic modificationsFormaldeídoDano oxidativoInflamaçãoEpigenéticaFormaldehydeOxidative damageInflammationEpigeneticsCNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::FARMACOLOGIAAir quality has been discussed for some time among the scientific community. Air pollution in the external environment and that of the indoor environment have been caused for concern. Volatile organic compounds (VOCs) are the pollutants that most contribute to inadequate indoor air quality. Formaldehyde (FA) is the VOC with the highest emission indoors and is found in industrial environments, building materials and consumer products such as cosmetics, detergents and disinfectants. Exposure to FA has been related to several toxic effects. Studies have shown associations between exposure to FA and clinical symptoms such as eye and upper respiratory tract irritation, immunological changes, and mutagenic changes. In this context, this study aimed to evaluate for 28 days the FA 5 ppm inhalation effects on oxidative stress, inflammation process, genotoxicity, and global DNA methylation in mice as well as to investigate the potential protective effects of melatonin. For that, analyses were performed on lung, liver and kidney tissues, blood, and bone marrow. Bronchoalveolar lavage (BAL) was used to measure inflammatory parameters. Lipid peroxidation (TBARS), protein carbonyl (PCO), non-protein thiols (NPSH), catalase activity (CAT), comet assay, micronuclei (MN), and global methylation were determined. In addition, the possible protective effect of melatonin 20 mg/kg against exposure to FA was evaluated in modulating the damage induced by exposure, since the effects of melatonin are related to its antioxidant activity, thus being able to play a bioprotective effect. The experimental in vivo results showed that FA induces a significant increase in TBARS (p<0.05) and NO (p<0.05) levels and a decrease in NPSH levels (p<0.01). In addition, there were observed increases in inflammatory cells recruited for BAL and remodeling of the lung parenchyma, evidenced by histology analysis. These findings possibly characterize oxidative and inflammatory damage to the lung. Likewise, in the liver tissue, the exposure to 5 ppm FA increased TBARS (p<0.0001) and PCO (p<0.05) levels and decreased NPSH levels. Besides, FA significantly induced DNA damage, evidenced by the increase of % tail moment (p<0.01) and MN frequency (p<0.05). The pretreatment of mice exposed to FA applying melatonin improved inflammatory and oxidative damage in lung and liver tissues and attenuated MN formation in bone marrow cells. The pulmonary histological study reinforced the results observed in biochemical parameters, demonstrating the potential beneficial melatonin role. Therefore, our results demonstrated that FA exposure with repeated doses might induce oxidative damage, inflammatory and genotoxic effects, and melatonin minimized the toxic effects caused by FA inhalation in mice.A qualidade do ar já vem sendo discutida há um tempo entre a comunidade científica das mais diversas áreas de tal maneira que, não só a poluição no ambiente externo, mas também a do ambiente interno têm sido motivos de preocupações. Os compostos orgânicos voláteis (COVs) são os poluentes que mais contribuem para uma inadequada qualidade do ar interno. O formaldeído (FA) é o COV com emissão mais elevada em ambiente interno e é encontrado em ambientes industriais, materiais de construção e produtos de consumo, como cosméticos, detergentes e desinfetantes. Apesar de ser rapidamente metabolizado, a exposição ao FA tem sido relacionada com diversos efeitos tóxicos. Estudos têm mostrado associações entre a exposição ao FA e sintomas clínicos como irritação ocular e do trato respiratório superior, alterações imunológicas, bem como alterações mutagênicas. Neste contexto, o objetivo desse trabalho foi avaliar a influência da exposição in vivo a baixos níveis de FA, sobre parâmetros do estresse oxidativo, inflamação e modificações epigenéticas, bem como os efeitos da melatonina sobre os danos provocados pelo FA. Para tal foram realizados testes in vivo através da exposição inalatória de camundongos ao FA 5 ppm por 28 dias. Foram realizadas análises nos tecidos do pulmão, fígado e rim, sangue e medula óssea. O lavado broncoalveolar (LBA) foi usado para avaliar os parâmetros inflamatórios e no restante dos tecidos foram determinados a peroxidação lipídica (TBARS), proteína carbonilada (PCO), tióis não proteicos (NPSH), atividade da catalase (CAT), ensaio do cometa, micronúcleos (MN) e metilação global do DNA, além de análises histológicas no tecido pulmonar. Adicionalmente, foi avaliado o possível efeito protetor da melatonina na dose de 20mg/Kg frente à exposição ao FA na modulação dos danos induzidos pela exposição, uma vez que os efeitos da melatonina estão relacionados com sua atividade antioxidante, podendo assim desempenhar um efeito bioprotetor. Nos testes in vivo, foi demonstrado que o FA levou a um aumento significativo nos níveis de TBARS (p<0,05) e NO (p<0,05) e uma diminuição nos níveis de NPSH (p<0,01), além de um aumento nas células inflamatórias recrutadas para LBA e um remodelamento do parênquima pulmonar, evidenciado pela histologia. Estes achados caracterizam um dano oxidativo e inflamatório no pulmão. Da mesma forma, no tecido hepático, a exposição ao FA aumentou os níveis de TBARS (p<0,0001) e PCO (p<0,05) e diminuiu os níveis de NPSH. Além disso, o FA induziu dano ao DNA, evidenciado pelo aumento da magnitude da quebra da fita de DNA (p<0,01) e da frequência do MN (p<0,05) e ainda um aumento, embora não significativo, dos níveis de metilação global do DNA. Por outro lado, o pré-tratamento com a melatonina em camundongos expostos ao FA reduziu os danos inflamatórios e oxidativos nos tecidos pulmonares e hepáticos, atenuou a formação de MN nas células da medula óssea, e diminuiu a metilação global do DNA, indicando um efeito protetor. Assim, conhecer os mecanismos subjacentes à toxicidade do FA é fundamental na busca de novas estratégias para minimizar esses danos. Portanto, a exposição a doses repetidas de FA induziu danos oxidativos, efeitos inflamatórios e genotóxicos e a melatonina parece ter um bom potencial para reduzir alguns dos efeitos tóxicos causados pela inalação de FA.Universidade Federal de Santa MariaBrasilFarmacologiaUFSMPrograma de Pós-Graduação em FarmacologiaCentro de Ciências da SaúdeBrucker, Natáliahttp://lattes.cnpq.br/7188237428821146Charão, Mariele PfeiferOliveira, Sara Marchesan deBernardini, Letícia2022-04-04T13:54:18Z2022-04-04T13:54:18Z2020-10-23info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/24009ark:/26339/0013000006hj4porAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Manancial - Repositório Digital da UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSM2022-04-04T13:54:18Zoai:repositorio.ufsm.br:1/24009Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/ONGhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.comopendoar:2022-04-04T13:54:18Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false |
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