Aplicação de amostras de unhas como um biomarcador para exposição humana ao arsênico

Scientific Reports volume 12, Número do artigo: 4733 (2022) Citar este artigo

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Este estudo avaliou a relação entre a absorção de arsênico através da ingestão de água potável e a concentração de arsênico nas unhas como um biomarcador para exposição humana. Para isso, coletamos amostras de unhas de 40 participantes saudáveis ​​de regiões rurais afetadas por arsênico no condado de Kaboudrahang, no oeste do Irã. Um total de 49 amostras de unhas também foram coletadas de indivíduos que viviam em áreas onde a contaminação de fontes de água potável com arsênico não havia sido relatada. Verificou-se que os teores de arsênico nas unhas em 50 e 4,08% das amostras coletadas de aldeias contaminadas por arsênico e de referência eram maiores do que os valores normais de arsênico nas unhas (0,43–1,08 µg/g), respectivamente. Com base nos resultados da regressão linear múltipla ajustada, foi encontrada uma associação significativa entre água subterrânea e concentração de arsênio nas unhas (p < 0,001). Além disso, uma associação estatisticamente significativa foi mostrada entre arsênico nas amostras de unha e sexo (p = 0,037). O conteúdo de arsênico nas unhas não foi afetado significativamente por outras variáveis, incluindo idade, tabagismo e IMC (p > 0,05). Diante dos resultados deste estudo, o uso de indicadores biológicos como tecidos de unha devido à facilidade de amostragem e menor risco de contaminação externa é adequado para avaliar a exposição a metais pesados ​​em áreas contaminadas.

O arsênico é considerado um dos perigosos metaloides que ocorrem em fontes de água potável por meio de atividades naturais e antropogênicas. Atividades antropogênicas, como a aplicação de herbicidas, pesticidas, conservantes de madeira e indústrias de fundição de metais, e fontes naturais de exposição ao arsênico, incluindo processos geotérmicos, erupções vulcânicas e intemperismo de minerais, levam à contaminação generalizada de arsênico em ambientes subterrâneos, como sedimentos, solo, águas superficiais e fontes subterrâneas1,2,3,4,5. Este metaloide reconhecido como cancerígeno humano pela Agência Internacional de Pesquisa sobre o Câncer (IARC) e pela Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (USEPA) é encontrado nas formas orgânica e inorgânica e com diferentes estados de oxidação (− 3, 0, + 3, + 5) no ambiente6,7. A exposição não ocupacional ao arsênio inorgânico (arsenito e arsenato) através do consumo de fontes de água potável causa efeitos cancerígenos e não cancerígenos na saúde da população humana exposta3,8,9. Os efeitos agudos e crônicos da exposição ao arsênico na saúde humana incluem lesões de pele, doenças cardiovasculares, anemia, insuficiência renal, bem como distúrbios respiratórios e diferentes tipos de câncer (pulmão, pele, fígado, rim e bexiga)10,11,12. Portanto, para garantir a saúde da água para consumo humano, o nível máximo permitido de arsênio recomendado pela Organização Mundial da Saúde é de 10 µg/L13,14. Além disso, devido à ampla ocorrência de arsênio no meio ambiente e seu potencial de efeitos adversos à saúde humana, o monitoramento biológico de poluentes é de grande importância em estudos toxicológicos para avaliar a exposição humana por fontes naturais e antropogênicas. O monitoramento biológico geralmente envolve a coleta de fluidos e tecidos do corpo humano e sua análise para identificar os produtos químicos ou seus metabólitos15,16. Existem vários biomarcadores para identificar e avaliar o monitoramento da exposição humana ao arsênio e seus compostos. Sangue, urina, cabelo e unhas foram identificados como biomarcadores facilmente acessíveis para avaliar a exposição ao arsênico em estudos epidemiológicos17. Dentre esses bioindicadores, a quantidade de arsênio medida em amostras de sangue e urina indica ingestão recente de arsênio, da ordem de aproximadamente quatro dias nas amostras de urina e 2 a 6 horas nas amostras de sangue18. Por outro lado, a necessidade de congelar as amostras de urina coletadas, a natureza invasiva dos métodos de coleta de amostras de sangue e os problemas de armazenamento associados a essas amostras são desvantagens significativas relacionadas ao uso desses biomarcadores19. Enquanto a quantidade de arsênico medida em amostras de cabelo e unhas reflete a exposição durante um período mais longo (de 3 a 6 meses antes) em comparação com fluidos corporais. Por isso, em populações expostas a altos níveis de arsênio por longo tempo, principalmente pela ingestão de água potável, esses biomarcadores (amostras de cabelo e unhas) são utilizados para quantificar os níveis de exposição18,20. Deve-se notar que a maior parte do arsênico consumido através da água potável é excretado como arsênico metilado dentro de 1 a 3 dias após a exposição. No entanto, parte do arsênico inorgânico absorvido pelo corpo tem alta afinidade para se ligar a grupos sulfidrila e se acumular em tecidos densos de queratina, como unhas e cabelos18,21. O uso de amostras de cabelo como biomarcador tem sido discutido devido à taxa de crescimento altamente variável, à necessidade de conhecer a biologia do cabelo e à possibilidade de contaminação externa em comparação com amostras de unhas. Enquanto o uso de amostras de unhas como bioindicadores tem mais vantagens devido à menor possibilidade de contaminação externa e taxa de crescimento muito mais lenta (0,9–1,5 mm/mês) em comparação com as amostras de cabelo (6–36 mm/mês)17. Portanto, este estudo teve como objetivo avaliar a associação entre a exposição ao arsênio pela ingestão de água potável e os níveis de arsênio nas unhas entre os indivíduos que viviam nas áreas rurais contaminadas do condado de Kaboudrahang, no oeste do Irã, onde expostos a concentrações de arsênio em águas subterrâneas como o principal fonte de água potável variando de muito baixo a alto teor.