Características da resposta ao baixo subcrônico

Sep 19, 2023

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 11890 (2023) Citar este artigo

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O cobre é um oligoelemento essencial para a saúde humana e, ao mesmo tempo, um importante metal industrial amplamente utilizado tanto na sua forma elementar como em compostos. Conduzimos uma avaliação dose-dependente da resposta de ratos albinos machos não consanguíneos à exposição subcrônica a baixas doses de nanopartículas de óxido de cobre administradas por via intraperitoneal em doses cumulativas de 18 e 36 mg/kg durante 6 semanas para os grupos de exposição 1 e 2, respectivamente. Observamos distúrbios em diferentes níveis de organização do corpo nos animais expostos, desde moleculares até organizacionais. A diminuição observada na atividade da succinato desidrogenase nas células sanguíneas nucleadas deu evidência de processos bioenergéticos prejudicados. Tendo em vista os resultados da análise metabolômica, assumimos dano mitocondrial e contribuição dos processos apoptóticos para a patologia induzida pelo envenenamento por cobre. Também assumimos efeitos neurodegenerativos com base nos parâmetros morfológicos avaliados do sistema nervoso, resultados de testes comportamentais e diminuição do nível de expressão de genes que codificam subunidades do receptor NMDA no hipocampo. O efeito hepatotóxico observado por uma série de indicadores metabolômicos, bioquímicos e citológicos foi manifestado pela função prejudicada de síntese de proteínas do fígado e pelo aumento dos processos degenerativos em suas células. Observamos também um efeito nefrotóxico do óxido de cobre nanométrico com lesão predominante dos túbulos renais proximais. Ao mesmo tempo, ambas as doses testadas demonstraram efeitos positivos para a saúde, como uma diminuição estatisticamente significativa na atividade da fosfatase alcalina e no fator de fragmentação do DNA das células sanguíneas nucleadas. A julgar pelas alterações observadas, a dose cumulativa de nanopartículas de óxido de cobre de 18 mg/kg de peso corporal administrada por via intraperitoneal aproxima-se do limiar para ratos. Os marcadores estabelecidos de agravos à saúde podem servir de ponto de partida no desenvolvimento de técnicas de diagnóstico precoce da intoxicação por cobre.

O cobre é um oligoelemento essencial1. Ao mesmo tempo, há uma riqueza de informações na literatura científica sobre possíveis mecanismos de seus efeitos adversos em microrganismos2,3, animais de sangue quente4 e células humanas5. As nanopartículas de cobre também demonstram suas características tóxicas, já comprovadas por inúmeros experimentos in vitro em células humanas6,7,8 e animais9, e em estudos in vivo em animais de sangue quente, como camundongos10 e ratos11,12,13. Foi demonstrado que as nanopartículas de cobre têm um efeito tóxico mais pronunciado do que as suas micropartículas14.

Anreddy (2018) relatou que nanopartículas de óxido de cobre (CuO NPs) administradas a ratos Wistar com doses de 5 e 50 mg/kg de peso corporal por dia durante 14 dias causaram alterações significativas dependentes da dose nas atividades das enzimas antioxidantes. Os resultados mostraram claramente uma “diminuição estatística na atividade da glutationa, catalase e superóxido dismutase, enquanto os níveis do produto de peroxidação lipídica aumentaram”. O autor concluiu que a exposição oral às NPs de CuO causou toxicidade hepática significativa, possivelmente atribuída ao estresse oxidativo15. Abdelazeim et al (2020) observaram “elevação significativa acentuada nas enzimas hepáticas, alteração no equilíbrio oxidante-antioxidante e uma elevação no marcador inflamatório hepático” após administração de 2 semanas de uma dose oral diária de nanopartículas de CuO de 100 mg/kg em ratos16. A exposição oral a NPs de CuO durante cinco dias consecutivos em doses de 32, 64 e 512 mg/kg de peso corporal por dia “…induziu alterações nos parâmetros hematológicos, bem como nos marcadores de química clínica”. Além disso, “…foram observadas alterações histopatológicas na medula óssea, estômago e fígado, consistindo principalmente de resposta inflamatória, ulceração e degeneração”17. A exposição intraperitoneal subcrônica de ratos a NPs de CuO na dose de 10 mg/kg de peso corporal alterou “muitos índices funcionais e bioquímicos para o estado do organismo, bem como alterações patológicas do fígado, baço, rins e cérebro” e um aumento na o fator de fragmentação do DNA12. Utilizando métodos histopatológicos e imuno-histoquímicos, Ghonimi et al (2022) revelaram alterações degenerativas no fígado e nos rins até “necrose grave de hepatócitos com desorganização completa dos raios hepáticos” após injeção intraperitoneal de NPs de CuO com doses de 5, 10 e 25 mg /kg de peso corporal/dia durante 9 dias18.