Avaliação da integração de biomarcadores na barreira intestinal: uma abordagem para avaliação da qualidade ambiental. - Gonçalves, Alexandre Rodrigo Nascimento [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2021)
O litoral paulista apresenta regiões estuarinas heterógenas em relação aos níveis de ação antrópica, destacando a Estação ecológica Jureia-Itatins (JES) uma área bem preservada, que se caracteriza como uma área de proteção integral; o Sistema Estuarino Lagunar de Cananéia-Iguape-Peruíbe (CAN) uma área de proteção afetada por rejeitos de antigas atividades mineradoras; e Complexo Estuarino de Santos-São Vicente (SSV) uma região altamente populosa e com atividades industriais. Trabalhos com diferentes biomarcadores se fazem necessários, pois fornecem informações sobre a integridade e funcionamento dos órgãos. O trato gastrointestinal (TGI) configura-se como uma barreira altamente seletiva, com grande potencial plástico, sendo fundamental para a manutenção da homeostase dos organismos. Baseado no fato de a via alimentar ser uma das principais rotas de exposição dos organismos aos contaminantes, e de que a barreira intestinal é altamente responsiva aos efeitos da contaminação, o presente trabalho tem como objetivo avaliar a qualidade ambiental de três regiões do litoral do paulista com diferentes níveis de ação antrópica, e investigar como a barreira intestinal se comporta nessas regiões. Nas três regiões de estudo foram coletados juvenis de bagres Genidens barbus para as análises biológicas e sedimentos para quantificação de diferentes metais. Os bagres tiveram seus segmentos intestinais coletados para a avaliação da estratigrafia intestinal; identificação dos linfócitos intra-epiteliais (IELs) e células caliciformes AB+ e PAS+; análises morfoquantitatvas das subpopulações neuronais mioentéricas geral (Giemsa), metabolicamente ativa (NADH-dr+) e nitrergica (NADPH-dr+) e avaliações bioquímicas, tais como, presença de dano em DNA e peroxidação lipídica (LPO) e atividade da Glutationa Reduzida (GSH), Glutationa Peroxidase (GPx) e Glutationa S-Transferase (GST) . Os resultados foram submetidos ao teste de One way ANOVA com nível de significância de 5%. A significância das diferenças entre os tratamentos foi avaliada também por meio da Análise Permutacional de Variância (PERMANOVA) multivariada, e os resultados dos biomarcadores bioquímicos também foram integrados por meio do Índice Integrado de Respostas de Biomarcadores (IBR). Três metais apresentaram concentrações elevadas no sedimento de CAN (Cu, Pb e Zn), enquanto em SSV os ISQGs específicos a classificaram como moderadamente contaminada por Zn e Ni. Valores elevados de dano em DNA ocorreram em CAN, juntamente com vilosidades com menores alturas (p<0,05), indicando perturbações no processo de turnover. Esses danos causados pela exposição aos metais explica a redução dos neurônios metabolicamente ativos no plexo mioentérico (p<0,05) e o aumento na expressão de NO como estratégia neuroprotetora pelos neurônios nitrérgicos. Porém, diferente de SSV, as alterações observadas no TGI dos bagres de CAN aparentemente não tiveram relação direta com o estresse oxidativo, mas sim da interação dos íons metálicos com o material genético. Em SSV as alterações na mucosa ocorreram com as menores quantidades de caliciformes (p<0,05), o que está relacionado com os elevados níveis de atividade das enzimas do sistema antioxidante e de LPO. Também, nessa região foi observado uma diminuição do metabolismo geral do plexo mioentérico, mas principalmente nas subpopulações mais sensíveis a contaminação. Conclui-se, que as três regiões estuarinas apresentaram diferentes qualidades ambientais, o que se refletiu nas alterações na plasticidade da barreira intestinal. Essa barreira mostrou-se extremamente responsiva e comportou-se de maneiras diferentes nas três regiões estuarinas.

The coast of São Paulo presents estuarine regions that are heterogeneous in relation to the levels of anthropic action, highlighting the Jureia-Itatins Ecological Station (JES), a well-preserved area, which is characterized as an area of integral protection; the Cananéia-Iguape-Peruíbe Estuarine Lagoon System (CAN), a protected area affected by tailings from former mining activities; and Santos-São Vicente Estuarine Complex (SSV), a highly populated region with industrial activities. Work with different biomarkers is necessary, as they provide information about the integrity and functioning of organs. The gastrointestinal tract (GIT) is a highly selective barrier, with great plastic potential, being essential for the maintenance of homeostasis of organisms. Based on the fact that the food route is one of the main routes of exposure of organisms to contaminants, and that the intestinal barrier is highly responsive to the effects of contamination, this study aims to evaluate the environmental quality of three regions of the coast of São Paulo. with different levels of anthropic action, and investigate how the intestinal barrier behaves in these regions. In the three study regions juveniles of Genidens barbus catfish were collected for biological and sediment analysis to quantify different metals. Catfish had their intestinal segments collected for the assessment of intestinal stratigraphy; identification of intraepithelial lymphocytes (IELs) and AB+ and PAS+ goblet cells; Morphoquantitative analysis of general myenteric (Giemsa), metabolically active (NADH-dr+) and nitrergic (NADPH-dr+) neuronal subpopulations and biochemical evaluations, such as presence of DNA damage and lipid peroxidation (LPO) and Reduced Glutathione (GSH) activity ), Glutathione Peroxidase (GPx) and Glutathione S-Transferase (GST). The results were submitted to the One way ANOVA test with a significance level of 5%. The significance of differences between treatments was also assessed using the multivariate Permutation Analysis of Variance (PERMANOVA), and the results of biochemical biomarkers were also integrated using the Integrated Biomarker Response Index (IBR). Three metals showed high concentrations in the CAN sediment (Cu, Pb and Zn), while in SSV the specific ISQGs classified it as moderately contaminated by Zn and Ni. High values of DNA damage occurred in CAN, together with villi with smaller heights (p<0.05), indicating disturbances in the turnover process. These damages caused by exposure to metals explain the reduction of metabolically active neurons in the myenteric plexus (p<0.05) and the increase in NO expression as a neuroprotective strategy by nitrergic neurons. However, unlike SSV, changes observed in the GIT of CAN catfish apparently had no direct relationship with oxidative stress, but rather with the interaction of metallic ions with genetic material. In SSV, the mucosal alterations occurred with the smallest amounts of goblets (p<0.05), which is related to the high levels of activity of the enzymes of the antioxidant system and of LPO. Also, in this region, a decrease in the general metabolism of the myenteric plexus was observed, but mainly in subpopulations more sensitive to contamination. It is concluded that the three estuarine regions had different environmental qualities, which was reflected in changes in the plasticity of the intestinal barrier. This barrier was extremely responsive and behaved differently in the three estuarine regions.
Assessment of the integration of biomarkers in the intestinal barrier: an approach to environmental quality assessment.
Evaluación de la integración de biomarcadores en la barrera intestinal: una aproximación a la evaluación de la calidad ambiental.
Keywords: Sistema nervoso entérico; Estresse oxidativo; Metabolismo neuronal; Oxido nítrico; Muco intestinal; Biomonitoramento; Estuários; Contaminação do sedimento