Desreguladores Endócrinos (DE) Universidade de São Paulo Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz” Disciplina Química Ambiental CEN5765-2 Responsável: Profª Dra. Regina Teresa R. Monteiro Piracicaba, 07 de outubro de 2013. Desreguladores Endócrinos (DE) Sarina Tsui Programa de Pós-Graduação – Genética e Melhoramento de Plantas tsui.sarina@gmail.com

Bila e Dezotti, 2007 http://dx.doi.org/10.1590/S0100-40422007000300027

+ = Introdução CONTAMINAÇÃO Atmosférica Solos Recursos hídricos Melo et al., 2009

Introdução Melo et al., 2009

Introdução Tratamento de resíduos Recurso hídrico Abastecimento Irrigação agrícola Energia elétrica Lazer e recreação Vida aquática Medidas Reutilização Minimização Tratamento de resíduos Melo et al., 2009

Introdução Micropoluentes (ng/L e µg/L) Por que se preocupar fármacos, desreguladores endócrinos ou POP? - Constantemente utilizados - Riscos reais à saúde humana e ao ambiente aquático “desconhecidos” - Efeitos adversos a organismos expostos - Concentrações realmente muito baixas

Objetivos Bila e Dezotti, 2007 Toxicidade de desreguladores endócrinos Quais substâncias? Como estudar e prevenir? Concentrações ameaçadoras aos homens e demais animais? Concentração segura?

Desreguladores endócrinos Endocrine Disrupting Chemicals (EDCs) - Interferir, desequilibrar ou alterar o sistema endócrino de animais - Saúde - Crescimento - Reprodução Como? - Diretamente no órgão (danificar ou alterar a função) - Receptor de hormônios - Alterar o metabolismo de hormônios

Desreguladores endócrinos O que é encontrado? SINTÉTICOS - Alquilfenóis - Pesticidas - Ftalatos - Policlorados de bifenilas (PCB) - Bisfenol A - Fármacos (hormônios) Onde é encontrado? - Efluentes de esgotos - Águas superficiais e subterrâneas - Sedimentos marinhos - Solo - Lodo biológico NATURAIS Estrogênios Fitoestrogênios Em TODO o mundo ...

Desreguladores endócrinos Johnson et al., 2000 – citado por Bila e Dezotti, 2007 Excretados (mulheres, fêmeas de outros animais e homens – conjugados) Naturais!!!

Desreguladores endócrinos Por que acontece? - Lançamento in natura (infraestrutura em saneamento) Brasil → 20% coleta e tratamento de esgoto Sudeste - 33,1% coleta e tratamento de esgoto - 7,1% não há qualquer tipo de tratamento - Efluentes de estações de tratamento doméstico Fonte: IBGE 2007 Remoção da atividade biológica de DE Melo et al., 2009

Grande Preocupação!!! Histórico Desreguladores endócrinos Primeiros estudos em 1900 - Sistema endócrino de animais de laboratório Maior destaque ultimamente - Anomalias em humanos e outros animais ~ ação de desreguladores endócrinos Década de 50 e 60  DDT - Persistência no ambiente e efeitos no sistema reprodutório de jacarés Anos 1948 – 1970  DES (dietilestilbestrol) - Exposição in utero Disfunção no sistema reprodutor Redução da fertilidade - Substância química  mãe = câncer na filha Grande Preocupação!!!

Histórico Desreguladores endócrinos Estratégias internacionais para avaliação Comissão das Comunidades Européias Lista prioritária de substâncias para avaliar o seu papel na desregulaçao endócrina (2000) - 553 substâncias sintéticas - 9 hormônios (naturais ou sintéticos) 118 potencial de DE - Classe 1 – substâncias sintéticas (agricultura/ indústria e subprodutos) - Classe 2 – substâncias naturais (fitoestrogênios e estrogênios naturais)

Exposição Desreguladores endócrinos Diretamente - Contato - Local de trabalho/casa Aterros sanitários Efluentes de ETE Cinzas de incineração de produtos químicos

Exposição Desreguladores endócrinos Indiretamente Hormônios aplicados na criação de animais  consumidos

Efeitos - exposição Desreguladores endócrinos 1. Animais silvestres e laboratoriais Alterações fisiológicas e histológicas Níveis de vitelogenina (VTG) no sangue Feminização de peixes machos Hermafroditismo Inibição no desenvolvimento de gônadas Declínio na reprodução

Efeitos - exposição Desreguladores endócrinos 1. Animais silvestres e laboratoriais Rodgers-Gray et al., 2001 DOI: 10.1021/es001225c Disrupção no desenvolvimento de gônadas masculinas de “ruivo-comum” (Rutilus rutilus) R.rutilus de 50 dias  150 dias sob exposição a efluentes de ETE em gradiente de concentrações Concentração de vitelogenina - VTG (proteína regulada por estrogênios - fêmeas) Alterações histológicas nas gônadas

Efeitos - exposição Rodgers-Gray et al., 2001 1. Animais silvestres e laboratoriais Rodgers-Gray et al., 2001 DOI: 10.1021/es001225c Resultados Síntese de vitelogenina em até 11x a mais 150 dias  “lavagem” com água limpa - Redução de VTG no plasma - Alterações nos órgãos irreversíveis  permanentes

Efeitos - exposição Rodgers-Gray et al., 2001 A. Macho (controle) B. Fêmea (controle) M, mesentério T, testículos SD, ducto espermático S, espermatogônia OV, ovário OC, cavidade ovariana PO, ovócito primário O, ovogônia C/D. Machos feminizados (350 dias)

Se é assim em peixes machos, como está sendo no homem? Efeitos - exposição Desreguladores endócrinos Se é assim em peixes machos, como está sendo no homem?

Efeitos - exposição Desreguladores endócrinos 2. Humanos Alterações no sistema endócrino Mulheres - irregularidades no ciclo menstrual - disfunção sexual - ↑ risco de câncer de mama/ vagina - ovários policísticos endometriose

Efeitos - exposição Desreguladores endócrinos 2. Humanos Alterações no sistema endócrino Homens - redução na produção de esperma - ↑ risco de câncer de testículo/ próstata - infertilidade - alterações nos hormônios da tireóide

Efeitos - exposição 8. Conclusão Cena do vídeo “Assault on the Male – Horizon BBC 1993”

Efeitos - exposição Desreguladores endócrinos 3. Fetos e espécies juvenis Maiores riscos Controle e desenvolvimento de tecidos e órgãos Sistemas reprodutório, imunológico e nervoso Problemas causados por desreguladores podem ser pronunciados mais tarde

Métodos analíticos Determinação de desreguladores endócrinos Extração com solventes (EFS – extração por fase sólida) Técnicas em Cromatografia ELISA (imunoadsorção enzimática) Altamente sensível e seletivo RIE (radioimunoensaio)

Métodos analíticos Determinação de desreguladores endócrinos Lopez, 2010 http://dx.doi.org/10.1590/S0100-40422010000300029  Estrogênios em águas naturais e tratadas da região de Jaboticabal – São Paulo Córrego Rico (4 pontos de coleta) EFS (utilizando C18) e filtros Millipore Cromatografia Líquida Cor aparente, turbidez, coliformes fecais e carbono orgânico dissolvido C1 – nascente C2 – passou pela cidade de Monte Alto (~10Km da nascente) C3 – captação de água para abastecimento para Jaboticabal (~25Km da nascente) PT4 – após tratamento de agua Mais estrona em águas com mais cor, turbidez e coliformes fecais X 17 beta estrogenio Bacia Hidrográfica do Rio Mogi Guaçu

Métodos analíticos Determinação de desreguladores endócrinos Lopez, 2010 http://dx.doi.org/10.1590/S0100-40422010000300029  Estrogênios em águas naturais e tratadas da região de Jaboticabal – São Paulo Resultados Remoção parcial de hormônio sintético (C3) Nível aceitável pela legislação vigente - Monitoramento (nível passível de provocar alterações fisiológicas nos organismos aquáticos) C1 – nascente C2 – passou pela cidade de Monte Alto (~10Km da nascente) C3 – captação de água para abastecimento para Jaboticabal (~25Km da nascente) PT4 – após tratamento de agua Mais estrona em águas com mais cor, turbidez e coliformes fecais X 17 beta estrogenio

Tratamentos para remoção Desreguladores endócrinos Processos Oxidativos Avançados (POA) - Eficiência na remoção - Ozonização - Fotólise de peróxido de hidrogênio - Fotocatálise heterogênea Outros ... - Cloração - Filtração em carvão ativado - Membranas de nanofiltração (NF) - Osmose Reversa A presença de desreguladores endócrinos em estações de tratamento de esgoto e em fontes de água potável demonstra que é necessária uma avaliação dos processos de tratamento envolvidos com respeito à eficiência de remoção dessas substâncias. Os processos oxidativos (O3/H2O2, fotocatálise com TiO2, H2O2/UV) e a ozonização são tecnologias bastante promissoras para a oxidação dessas substâncias no tratamento de água e esgoto doméstico13-15. Outros tratamentos também foram investigados, tais como, cloração, filtração em carvão ativado, processos com membranas de nanofiltração (NF) e osmose reversa (OR), entre outros. No entanto, o conhecimento dos subprodutos desses compostos, bem como a avaliação dos seus efeitos são extremamente importantes. O foco principal da eliminação dos desreguladores endócrinos do meio ambiente deve levar em conta, principalmente, a remoção de sua atividade biológica.

Conclusões Desreguladores endócrinos Evidências da relação de DE e alterações hormonais existem (?!) – autores Grande esforço - Determinar quais substâncias podem ser classificadas como DE - Conhecer quais as concentrações que não provocam os efeitos relatados

Conclusões Desreguladores endócrinos Identificação e quantificação dessas substâncias no ambiente - Concentrações realmente muito baixas Poucos estudos no Brasil - Corpos hídricos, nas estações de tratamento de efluentes e nas águas de abastecimento

Podemos viver felizes e contentes, fazendo tudo o que gostaríamos de maneira segura e confiável?

Referências citadas Bila, D.M. e Dezotti, M. Desreguladores endócrinos no meio ambiente: efeitos e consequências. Química Nova, vol. 33, no. 3, 651-666, 2007. Documentário “Ameaça ao Homem – Feminização do macho” – título original: “Assault on the Male” produzido em 1993 pela BBC Horizon http://www.youtube.com/watch?v=LkxIJJI37bQ (inglês sem legenda) http://www.youtube.com/watch?v=I4cWpUrL-V8 (português) IBGE - http://www.ibge.gov.br/home/presidencia/noticias/27032002pnsb.shtm, acessada em Abril 2007. Lopes, L.G. Estrogênios em águas naturais e tratadas da região de Jaboticabal – São Paulo. Química Nova, vol. 33, no. 3, 639-643, 2010. Melo, S.A.S.; Tovró, A.G.; Bautitz, I.R.; Nogueira, R. F. P. Degradação de fármacos residuais por processos oxidativos avançados. Química Nova, vol. 32, no.1, p. 188-197, 2009. Rodger-Gray, T.P., Jobling, S., Kelly, C., et al., 2001 “Exposure of Juvenile Roach (Rutilus rutilus) to Treated Sewage Effluent Induces Dose-Dependent and Persistent Disruption in Gonadal Duct Development” Environmental ScienceTechnology, v. 35 (3), pp. 462-470.

Ameaça ao Homem – Assault on the Male Este documentário é da BBC Horizon, “Assault on the Male” ou “Agressão ao homem” produzido em 1993 e reprisado em 1996. Mostra como susbtâncias chamadas de disruptores endócrinos podem agir como hormônio feminino afetando a fertilidade masculina e aumentando o câncer de mama em mulheres. Estas substâncias ainda modificam as estruturas reprodutivas de animais.