Avaliação dos danos causados pelo benzeno no ambiente ocupacional e sua inter-relação com diferentes biomarcadores

Abstract

O benzeno é um solvente orgânico reconhecidamente carcinogênico, ao qual a população encontra-se constantemente exposta através de fontes ambientais e/ou ocupacionais. No Brasil, 718.000 frentistas de postos de gasolina constituem um importante grupo de risco ocupacional a este solvente orgânico, mesmo que atualmente o benzeno seja encontrado em baixas concentrações na gasolina. O monitoramento ambiental aliado ao biomonitoramento dos indivíduos expostos ao benzeno possibilita a avaliação da sua exposição crônica. No presente trabalho foram avaliados os riscos relacionados à exposição ocupacional ao benzeno através do monitoramento ambiental e biomonitoramento de frentistas de postos de gasolina, investigando possíveis biomarcadores de efeito que possibilitem a detecção precoce de alterações causadas pelo benzeno, antes do desenvolvimento de danos aos sistemas hematológico, imunológico, hepático, renal e ao DNA. Adicionalmente, verificou-se o possível envolvimento do estresse oxidativo como mecanismo toxicológico, especialmente através de biomarcadores protéicos e antioxidantes endógenos e exógenos. No Capítulo I demonstramos que mesmo em baixas concentrações, o benzeno contribuiu para alterações significativas em diferentes sistemas biológicos. O ácido trans, trans-mucônico urinário demonstrou ser um biomarcador de exposição aplicável no biomonitoramento ocupacional aos baixos níveis de exposição ao benzeno encontrados, correlacionado-se com diversas alterações observadas. A expressão das moléculas de adesão CD80 e CD86 em monócitos, propostas neste trabalho como possíveis biomarcadores de efeito relacionados à resposta imunológica, foram alteradas em trabalhadores expostos cronicamente a baixas concentrações ao benzeno em comparação com o grupo não exposto. Além disso, as transaminases hepáticas, bem como os biomarcadores de dano renal precoce também se mostraram significativamente aumentadas, podendo ser sugeridos como importantes biomarcadores de efeito na avaliação contínua da saúde ocupacional. Em relação ao uso da enzima -aminolevulinato desidratase (ALA-D), como um possível biomarcador de efeito precoce para alterações hematológicas, mais estudos são necessários a fim de elucidar o envolvimento da ALA-D em anemias decorrentes da exposição ao benzeno. No Capítulo II demonstramos que os danos genéticos causados pela exposição ocupacional ao benzeno foram acompanhados pelo aumento da oxidação e nitrosilação de proteínas, bem como pela depleção de antioxidantes endógenos. Adicionalmente, nossos resultados mostraram que o aumento da frequência de micronúcleos estava associado com a diminuição da concentração de glutationa reduzida e da atividade da enzima glutationa S-transferase, evidenciando o papel fundamental de ambos antioxidantes na proteção dos danos de DNA causados pelo benzeno. A vitamina C foi o único antioxidante exógeno que demonstrou papel protetor sobre o dano oxidativo. O tempo de exposição apresentou influência sobre os biomarcadores de efeito avaliados, bem como sobre o ácido trans, trans-mucônico, destacando a importância do uso destes biomarcadores no biomonitoramento contínuo da saúde dos trabalhadores expostos. Em conjunto, esses resultados podem contribuir para a detecção precoce de possíveis alterações causadas pela exposição ocupacional ao benzeno, bem como para o estabelecimento de medidas preventivas para saúde do trabalhador, melhorando a sua qualidade de vida em médio e longo prazo.

Benzene is a known carcinogenic organic solvent to which the population is constantly exposed through environmental and/or occupational sources. In Brasil, 718.000 gasoline station attendants represent an important risk group for occupational exposures to this organic solvent, despite the low concentration of benzene found in gasoline currently. The environmental and biological monitoring of workers exposed to benzene enables the evaluation of its chronic exposure. In the present study, the risks related to the occupational benzene exposure were evaluated through environmental and biological monitoring of gasoline station attendants. We investigated potential biomarkers of effect that may allow the early detection of alterations caused by benzene, before damage development on hematological, immune, hepatic and renal systems, as well as to DNA. Additionally, the possible involvement of oxidative stress as a toxicological mechanism, especially through proteic biomarkers and endogenous and exogenous antioxidants, was evaluated. In Chapter I, we showed that even at low concentrations; benzene contributes to significant alterations in different biological systems. Urinary trans, trans-muconic acid showed to be an applicable biomarker of exposure in the monitoring of occupational exposures to low benzene levels, also correlating with different alterations observed in this study. The expressions of CD80 and CD86 in monocytes, proposed in the present work as potential biomarker of effect related to immune response, were altered in workers exposed chronically to low benzene levels compared to nonexposed group. Furthermore, hepatic transaminases and biomarkers of early renal damage were significantly increased, and may be suggested as important biomarkers of effect for continuous evaluation of occupational health. Regarding the use of - aminolevulinate dehydratase enzyme (ALA-D) as a possible biomarker of early effect to hematological alterations, further studies are needed to completely elucidate ALA-D involvement in benzene-induced anemia. In Chapter II, we demonstrated that the genetic damages caused by occupational benzene exposure were accompanied by increased oxidation and nitration of proteins, as well as by the depletion of endogenous antioxidants. Additionally, our results showed that the increased frequency of micronuclei wasassociated with reduced glutathione content and glutathione S-transferase enzymatic activity, evidencing the fundamental role of both antioxidants in the protection of DNA damage caused by benzene. Vitamin C was the unique exogenous antioxidant that demonstrated protective role on oxidative damage. The time of exposure influenced the biomarkers of effect evaluated in this study, as well as the trans, trans-muconic acid, highlighting the importance of the use of these biomarkers on continuous health monitoring of the exposed workers. Taken together, these results may contribute to the early detection of benzene-induced alterations after occupational exposures, as well as to the development of preventive measures for the health of the exposed workers, improving their quality of life in the medium and long term.