la frecuencia de micronúcleos en los niños expuestos a la quema de biomasa en la región amazónica de Brasil Legal: un estudio de casos y controles

Resumen Antecedentes
Francia El Amazonas representa un área de 61% del territorio brasileño y está experimentando cambios importantes resultantes de alteración del orden público desarrollo económico, especialmente el avance de la agroindustria. Composición de la atmósfera es controlada por varios procesos naturales y antropogénicos, y las emisiones de la quema de biomasa es uno con el mayor impacto en la salud humana. El objetivo de este estudio fue evaluar el potencial genotóxico de los contaminantes del aire generados por la quema de biomasa a través del ensayo de micronúcleos en células exfoliadas bucales de niños en edad escolar en la región amazónica de Brasil.
Métodos comentario El estudio se realizó durante las estaciones secas en dos regiones de la Amazonia brasileña. El ensayo se llevó a cabo en células epiteliales bucales de 574 escolares de entre 6-16 años de edad.
Resultados
Los resultados muestran una diferencia significativa entre las frecuencias de micronúcleos en los niños expuestos a la quema de biomasa en comparación con los de un área de control.
Conclusiones Francia El presente estudio demostró que en la biomonitorización situ usando un ensayo sensible y coste bajo (ensayo de micronúcleos bucal) puede ser una herramienta importante para el control de la calidad del aire en regiones remotas. Es difícil atribuir el aumento de la frecuencia de micronúcleos observada en nuestro estudio a cualquier elemento tóxico específico integrado en las materias de partículas. Sin embargo, la contribución de este estudio radica en la evidencia de que una mayor exposición a las partículas finas genera un aumento de la frecuencia de micronúcleos en las células epiteliales orales de los escolares
material complementario Electrónico
La versión en línea de este artículo (doi: 10. . 1186 /1472-6831-12-6) contiene material complementario, que está disponible para los usuarios autorizados.
Antecedentes Francia el Amazonas se extiende desde el Océano Atlántico a la vertiente oriental de los Andes, con un 61% de la zona que pertenece a Brasil, donde se le llama la Amazonia brasileña. La región ha sido afectada por el medio ambiente impulso del desarrollo económico, especialmente la agroindustria y la ganadería. Esto ha provocado cambios en el uso del suelo, lo que resulta en un aumento de la deforestación y el aumento de la quema de biomasa en las zonas forestales y de pastos nativos [1, 2]. Varios estudios muestran que la formación de los pastos es el uso principal de la tierra en las regiones recién deforestadas [3]. La caña de azúcar es un ejemplo de la agroindustria que está en rápida expansión en el bioma amazónico, impulsado por la política de incentivos para producir y consumir biocombustibles tanto a nivel nacional como internacional. Brasil es uno de los mayores productores de biocombustibles en todo el mundo, con la mayoría de la producción se concentra en la región del Medio Oeste. bagazo de caña quema en tiempo de cosecha se practica ampliamente en la producción de Brasil para facilitar la cosecha y aumentar el rendimiento de corte manual; Sin embargo, este procedimiento arcaicas ocasionan el aumento de las concentraciones de contaminantes en la atmósfera [4-7].
La quema de biomasa es un proceso de combustión de la materia orgánica que se caracteriza por una composición multicomponente y distribución de tamaño [8, 9], lo que representa una exposición combinada a varios contaminantes y efectos en la salud asociados con la exposición múltiple. PM tiene la capacidad de adsorber muchos compuestos mutagénicos presentes en el medio ambiente y transportarlos a través de las ramas respiratorias a la membrana basal capilar alveolar [10]. finas partículas finas y Ultra son especialmente tóxicos para las células [11]. La presencia de una mezcla compleja de contaminantes del aire puede ser capaz, a altas concentraciones o después de la exposición a largo plazo, para inducir daño genotóxico en las células humanas [12]. El principal daño genotóxico generada por la exposición a los contaminantes procedentes de la combustión de biomasa son los tipos de daños oxidativos. (Por ejemplo: 8-oxodG) y la formación de aductos de ADN, que si no se repara puede causar mutaciones en el ADN [13-15] Estar entre la bioensayos utilizados para evaluar el impacto de los factores ambientales, genéticos y de estilo de vida en la estabilidad genómica en los humanos, el ensayo de micronúcleos (MN-ensayo) se ha destacado por su facilidad de uso, y requiriendo una menor inversión de capital asociado con la precisión obtenida al anotar más grande número de células [16]. El uso de las células epiteliales orales como bioindicador de daño genotóxico derivados de la exposición a agentes carcinógenos medioambientales a través de la inhalación y el tracto digestivo puede explicarse por la capacidad de las células para metabolizar carcinógenos y por ser la primera barrera física de estas zonas, lo que resulta en una mayor incidencia de cánceres humanos en células epiteliales [17]. Micronúcleos (MN) son estructuras derivadas de cromosomas completos o fragmentos cromosómicos que se quedan atrás en la anafase durante la división nuclear, que nos permite detectar la acción de agentes clastogénicas y aneugénicos [17-19].
Los niños son más susceptibles a los efectos de la exposición a la contaminación del aire, especialmente las enfermedades respiratorias en términos de daño a la salud humana asociados con la exposición a contaminantes biomasa quema [20-23]. Un estudio realizado por Huen et al. [24] en niños y adultos a través de ensayo de micronúcleos por vía oral sugiere una mayor vulnerabilidad a la contaminación del aire relacionada con el tráfico de niños. Esta sensibilidad de los niños a la contaminación del aire puede ser explicado por un mayor nivel de actividad física y pasar más tiempo al aire libre y por lo tanto están más expuestos a la contaminación del aire exterior [25], así como la falta de madurez de los pulmones y el sistema inmunológico [26]. Estudios de biomonitoreo en los niños se ven afectados en menor medida por factores de confusión como el tabaquismo y los hábitos de bebida alcohólicas, exposición ocupacional y el estilo de vida (por ejemplo .: tipo de dieta), que son factores de gran preocupación en los adultos [16]. La relación entre la exposición a contaminantes del aire y la formación de micronúcleos en células bucales de los niños fue descrito por Huen et al. [24] en el Estado Unidos de América, Iurchenko et al. [27] y Maimulov et al. [28] en Rusia, Sycheva et al. [29] en Vietnam y Lahiri et al. [30] en la India. Francia El objetivo de este estudio fue evaluar la genotoxicidad potencial de contaminantes a través de la quema de biomasa ensayo de micronúcleos en células exfoliadas bucales de niños en edad escolar en la región amazónica de Brasil.
Métodos Sitio de estudio

el estudio se realizó en dos áreas de prueba (Tangará da Serra (TS) y Porto Velho (PV)) y una zona de control (Chapada dos Guimarães (CH)). Tangará da Serra (TS) tiene una población de 83,431 habitantes distribuidos en una superficie de 11,391.314 km 2, ubicada en una zona de transición entre los biomas de Amazonas y del Cerrado y tiene las características de una zona urbana dentro de la región amazónica; la región tiene la mayor producción de caña de azúcar y contiene las dos fábricas más grandes en el sur de la Amazonía brasileña [31-33]. Porto Velho (PV) tiene una población de 428,527 habitantes distribuidos en una superficie de 34,096.429 km 2, que se encuentra en un distrito rural en las orillas del río Madeira, en el bioma amazónico; la población tiene características típicas de los habitantes de las riberas del Amazonas [33]. Las dos áreas de prueba están en una región con ciclos típicos de la sequía y la lluvia que alteran los niveles de contaminación del aire, y se encuentra en la ruta de dispersión de la pluma de contaminación ocasionada por las quemadas en la Amazonia Legal y la contaminación de los países vecinos, lo que afecta la salud respiratoria de la población expuesta, especialmente la morbilidad en niños en edad escolar [6, 34, 35].
Chapada dos Guimarães (CH) tiene una población de 17,821 habitantes distribuidos en una superficie de 5,983.595 km 2 y, fue seleccionado como el área de control debido su mejor calidad del aire. No hay producción o de caña quema industrial y el tráfico de automóviles es la luz, en comparación con los otros municipios involucrados. También fue elegido por las similitudes en las variables meteorológicas (precipitaciones, temperatura y humedad) en comparación con otros municipios que participan en este estudio [6, 32, 33].
Se muestran las coordenadas de latitud y longitud de todos los puntos recogidos en las áreas de estudio en la Figura 1. Figura 1 Localización geográfica de los sitios de estudio, que delimita la región de la Amazonía brasileña.
ensayo de micronúcleos en células bucales exfoliadas comentario el MN-ensayo se llevó a cabo en las células epiteliales bucales de 574 niños de entre 6 -16 años de edad (446 niños expuestos directamente a la quema de biomasa y 128 niños que viven en el área de control). Se recogieron muestras de células bucales durante la temporada de quema (seco) en la región, que se produce entre los meses de mayo y octubre. Las muestras de TS y CH se recogieron en agosto de 2008, y las muestras de PV se recogieron en agosto de 2009. Las muestras fueron obtenidas por el roce de la parte interior de las mejillas de los sujetos de estudio con un citocepillo. Las células se recogieron en botellas de muestra que contienen 5 ml de solución tampón (0,1 M EDTA, 0,01 Tris-HCl y 0,02 M NaCl, pH 7) y se transportaron al laboratorio. Las muestras se procesaron de acuerdo con el protocolo descrito por Heuser et al. [36], y las diapositivas fueron evaluados de acuerdo con los criterios establecidos por Tolbert et al. [37]. Un total de 2.000 células /niño se analizaron usando un microscopio óptico con un aumento de 1000 X.
Con el fin de reducir los factores de confusión, los fumadores son excluidos del estudio, alcohólicos, pacientes o individuos con malformaciones genéticas. La influencia del poder económico como un factor de confusión se evaluó con la colección de células bucales en las escuelas públicas y privadas cuando sea posible. También se evaluaron otros factores como la edad y el género. Todas las diapositivas se analizaron de una manera codificada por la misma persona. Francia El estudio fue aprobado por el Comité de Ética de la Escuela Nacional de Salud Pública (ENSP) /Fundación Oswaldo Cruz (Fiocruz) bajo CAAE número 0054.0.031.000-08. Todos los padres /tutores de los niños fueron informados sobre el propósito del estudio, así como que firmaron un documento de la participación y el consentimiento con el estudio. COLECCIÓN Datos ambientales
Los medios diarios de las partículas finas (PM 2.5) y de las variables meteorológicas (humedad y temperatura) en la región bajo la influencia directa de las llamas y en el área de control, durante la estación seca, se obtuvieron de CATT-BRAMS (Junto modelo de aerosol y el trazador de Transporte de la atmosférica regional brasileña Modeling System) se accede a través de la integrado de Información Ambiental para el Sistema de Salud Ambiental (http:... //sisam CPTEC del INPE br /msaude /). Una descripción más detallada de este modelo fue presentado por Freitas et al. [38]
. El análisis estadístico
Los datos de la frecuencia de micronúcleos (MN ‰) se evaluaron mediante análisis de varianza (ANOVA), seguido de la prueba de comparación de Tukey. Los datos de PM 2.5 se evaluaron mediante la prueba de Mann-Whitney. Se determinó la significación cuando se compara con los datos obtenidos en la zona de control. Todos los datos fueron analizados con el programa SPSS 16.0.
: Resultados de la Figura 1 muestra la región y municipios Amazonia Legal involucrados en este estudio, además de la georreferenciación de todos los puntos de muestra en el ensayo de micronúcleos oral.
Tabla 1 muestra la concentración media de medio ambiente (PM 2,5) y meteorológicos (temperatura y humedad) las variables modeladas por CATT-BRAMS en todos los municipios estudiados. En relación con las variables meteorológicas, se observó que los perfiles de temperatura y humedad eran muy similares en las zonas evaluadas. Punto PV mostró un mayor contenido de humedad (68 y 72%) en ambos periodos modelados (2008 y 2009) en comparación con los otros puntos (CH) y TS. Con respecto a la variable ambiental, se encontró que PM 2.5 presenta un perfil en el que modelan concentraciones en las áreas de prueba fueron significativamente mayores (TS = 21 y 22 g /m 3; PV = 19 y 16 g /m 3) que los encontrados en el área de control (10 y 12 mg /m 3), tanto durante periods.Table 1 Distribución de los datos ambientales y meteorológicas de los sitios de estudio en los años 2008 y 2009.
Los datos ambientales
Temperatura (° C) guía empresas Humedad (%)

PM 2,5 (mg /m3)

2008
2009
2008
2009

2008
2009
Chapada dos Guimarães (CH)
26
25
51

62
10
12
Tangará da Serra (TS)
25
24

57
68
21 ## 22 ##

Porto Velho (PV) guía empresas 28
27
68
72
19 ## 16 ##

datos obtenidos en la estación seca (de mayo a octubre). ## P Hotel & lt; 0,01 por la prueba de Mann-Whitney.
Los resultados presentados en la Tabla 2 mostraron una diferencia estadísticamente significativa entre el MN ‰ obtenidos en las áreas de prueba (TS = 1,43 ± 0,84 y PV = 1,13 ± 0,63) en comparación con la zona de control (CH = 0,29 ± 0,41). Los resultados de TS y PV mostraron una acumulación de frecuencia de micronúcleos de 4,9 y 3,8 veces mayor que la observada en la zona de control, respectivamente. El estudio también evaluó la influencia de otros parámetros tales como tipo escolar, género y edad (años) en ‰ MN. Los resultados muestran que la frecuencia de micronúcleos obtenido en escolares expuestos a la quema de biomasa fue significativamente mayor (TS = Escuela privada: 1,30 ± 0,4 y de escuela pública: 1,46 ± 0,9; PV = Escuela Pública: 1,13 ± 0,63) que la observada en el área de control ( CH = escuela privada: 0,27 ± 0,36 y la escuela pública: 0,3 ± 0,44). En cuanto a tipo de escuela, los resultados no mostraron diferencias significativas (p & gt; 0,05
) entre los resultados de las escuelas públicas en relación con las escuelas privadas. Al comparar MN ‰ obtuvo en las escuelas públicas de TS y PV, se ve que la frecuencia de micronúcleos de estudiantes de TS (1,46 ± 0,9) fue ligeramente mayor que en PV (1,13 ± 0,63), sin embargo no de manera significativa. En cuanto al sexo, no hubo diferencia significativa entre MN ‰ de los estudiantes de ambos sexos en todas las áreas estudiadas. No se observó ninguna diferencia en cuanto el parámetro de edad cuando se comparan las edades en cada sitio. En general, no se observaron diferencias significativas al comparar los datos obtenidos en los sitios TS y PV en comparación con CH en todos los parámetros, excepto entre MN ‰ en niños menores de 07 años de edad de PV que no fue significativa en comparación con el control (p & gt; 0,05
). Tabla de frecuencia de micronúcleos 2 de células bucales exfoliadas en los niños.
frecuencia de micronúcleos (MN ‰) guía empresas Chapada dos Guimarães (CH) guía empresas Tangará da Serra (TS) guía empresas Porto Velho (PV)

N

Mean

SD

N

Mean

SD

N

Mean

SD


Por sitio
128
0,29 ± 0,41

245
1,43 **
± 0,84

201
1,13 **
± 0,63
Otros









parámetros:










Tipo de centro





< td>



escolares pRIVADA 57
0,27 ± 0,36

42
1.30 **
± 0,40
Perfil - - - Wooel.com

escolares Públicas
71
0,30 ± 0,44

203
1,46 **
± 0,90
201
1,13 **
± 0,63
Género









Hombre
54
0,27 ± 0,36

110
1.50 **
± 0,82

108
1,08 **
± 0,61
Mujer
74
0,30
± 0,44
135
1,39 **
± 0,85
93
1,18 ** 0,65 ±

Edad (años)





< td>



≤ 7
18
0,19 ± 0,31

46
1.20 **
± 0,83
14
0,89 ± 0,56


8-9
28
0,29 ± 0,46

55
1,33 **

± 0,87
27
1,06 * 0,54 ±

10-11
28

0,27 ± 0,40

59
1,57 **
± 0,83
32
1,11 * *
± 0,74
12-13
27
0,31 ± 0,40

57
1,54 **
± 0,92
49
1.10 **
± 0,69
≥ 14
27
0,35 ± 0,43

28
1,54 **
± 0,51

79
1,22 **
± 0,58
p * Hotel & lt; 0,05 y ** p & lt
; 0,01 por la prueba de Tukey. N = Número de niños examinados. SD = Desviación Estándar.
Discusión Entre los pocos estudios que evalúan el daño genético en los escolares expuestos a la contaminación del aire, ninguno ha evaluado el daño generado por la exposición a los contaminantes emitidos a través de la quema de biomasa en la región amazónica.
Un estudio llevado a cabo por Sisenando et al. [6] en la misma región de la Amazonía Legal mostró una delimitación de dos períodos climáticos bien definidos (seca y lluviosa). Esta concentración de datos influencias y la dispersión de contaminantes, dado que la contaminación generada por la quema de biomasa en el Amazonas alcanza su punto máximo durante la estación seca (de mayo a octubre). Los resultados de PM 2,5 modelada en la región de estudio muestran que el TS y áreas PV presentaron valores de materia particulada mucho más altas que la zona de control, esta validación de la elección de CH como control en este estudio y se corrobora con el estudio de evaluación de la toxicidad de Sisenando et al. [6], que también eligió esta misma área como control. Con respecto a las variables meteorológicas, los resultados presentados no muestran diferencias significativas entre las temperaturas medias modeladas entre las áreas. Mayor humedad en Porto Velho, en comparación con otros puntos se justifica por el hecho de que la zona es parte del bioma amazónico y en consecuencia sufre una mayor influencia de la humedad que emana de la selva tropical del Amazonas [39, 40].
frecuencia de línea de base MN obtenido en CH (área de control) está de acuerdo con los valores observados por Holland et al. [17] en el artículo de revisión del Proyecto de micronúcleos humana en células exfoliadas bucal (HUMN XL) con respecto a la línea base observada en los artículos que evaluaron los contaminantes ambientales. La comparación entre las áreas expuestas y no expuestas a la contaminación mostraron que los niños expuestos a la contaminación tienen una mayor frecuencia de micronúcleos. Estos resultados corroboran los estudios de Maimulov et al. [28] en Rusia, Lahiri et al. [30] India, Huen et al. [24] y Chen et al. [41] en los Estados Unidos que evaluó la influencia de la contaminación del aire en la formación de micronúcleos en los niños. El más alto ‰ MN observado en el TS en relación a PV aunque no significativa confirma los resultados de material particulado en el modelo TS que fue la zona más expuesta en los dos períodos analizados. Esta diferencia en la concentración de partículas observada en TS puede estar asociada con la quema de la caña de azúcar de la zona. Sisenando et al. [6] y Alves et al. [9] mostró la capacidad genotóxico de los contaminantes generados por la quema de la caña de azúcar en la región TS utilizando el bioindicador Tradescantia pallida in situ y ex situ

experimentos. Alves et al. [9] También se detecta la presencia de HAP con un alto potencial mutagénico (por ejemplo: benzo [e] pireno) y n-alcanos en el muestreada a través de filtros de teflón en la troposfera de Tangará da Serra durante la estación seca Hoteles en Brasil,. el consumo de proteínas vegetales, frutas y animales se asocia con valores culturales, y el consumo de suplementos de vitamina es caro y restringido a las personas con mayor poder adquisitivo. Bonassi et al. [42] en un artículo de revisión de la HUMN Proyecto XL muestra que los factores relacionados con el estilo de vida y la dieta pueden influir en la frecuencia de micronúcleos. En este estudio, el factor de consumo de alcohol y tabaco se redujo al mínimo en el momento de la recogida y el factor cultural se minimiza mediante la elección de las zonas (de prueba y de control) con valores culturales similares. Aunque en la región de estudio hay una diferencia económica clara entre los usuarios de las escuelas públicas y privadas, este hecho no presentó diferencias significativas entre los dos grupos.
Más reciente publicación HUMN Proyecto XL mostró que las personas que comen pescado regularmente tiene una frecuencia de MN línea de base inferior en comparación con los no consumidores de pescado [42].
al comparar los hogares consumo per cápita de pescado entre las dos áreas de prueba por, hemos encontrado que el consumo de pescado en el PV fue 2,31 veces mayor que en TS [43 ]. Esto puede ayudar a explicar la baja frecuencia de micronúcleos observados en PV. En cuanto al sexo, los resultados no mostraron diferencias significativas entre machos y hembras. Este resultado corrobora los artículos de revisión de Neri et al. [16] y Bonassi et al. [42] y no corroborar el estudio de Maimulov et al. [28] que mostró que las niñas eran más sensibles a la contaminación del medio ambiente en San Petersburgo. En relación con la edad, los resultados mostraron un aumento leve aún no significativa en la frecuencia de MN en todas las áreas. Esta observación está de acuerdo con Bonassi et al. [42] que mostró que la frecuencia de micronúcleos constantemente aumenta con la edad. En general, no se observaron diferencias significativas al comparar los datos obtenidos en los sitios TS y PV con los de CH en todos los parámetros, excepto entre MN ‰ en niños menores de 07 años de edad de PV que no fue significativa en comparación con el control (p & gt; 0,05
). Este hecho puede explicarse por el tamaño pequeño de la muestra en este grupo de edad.
Un hecho que podría considerarse como una limitación de este estudio fue el pequeño número de niños que participan en el estudio en la escuela pública de Chapada dos Guimarães y el incapacidad para llevar a cabo el estudio en la escuela privada de Porto Velho. Sin embargo, este estudio está marcada por el carácter pionero en la evaluación de la genotoxicidad en una zona de difícil acceso y con pocas estaciones de monitoreo ambiental.
Conclusiones
En conclusión, el presente estudio mostró que en la biomonitorización situ utilizando un sensible y ensayo de bajo coste (bucal MN-ensayo) puede ser una herramienta importante para el control de la calidad del aire en las regiones remotas o que no es posible tener una estación de monitoreo de calidad del aire. Teniendo en cuenta que la contaminación generada por la quema de biomasa es una mezcla compleja, es difícil atribuir el aumento de MN ‰ observada en nuestro estudio a cualquier elemento tóxico específico dentro de las materias de partículas. Sin embargo, la contribución de este estudio se encuentra el hecho de que hemos encontrado evidencia significativa de que el aumento de la exposición a PM 2.5 genera un aumento de la frecuencia de micronúcleos en las células epiteliales orales de los escolares
abreviaciones
PM:.
Material particulado
HAP: hidrocarburos aromáticos policíclicos

ADN: ácido desoxirribonucleico


MCN-ensayo: ensayo de micronúcleos

MN:
micronúcleos
TS:
Tangará da Serra
PV: en Porto Velho
CH:
Chapada dos Guimarães
PM 2.5: Material particulado of Fine
CATT-BRAMS:
Junto aerosol y el trazador modelo de transporte del Sistema brasileño regional atmosférica Modelado


SISAM:
Información Ambiental integrada al Sistema de Salud Ambiental
SPSS:
paquete estadístico para las Ciencias Sociales

ANOVA:
Análisis de varianza
MN ‰:
medio de micronúcleos Frecuencia
HUMNXL:
Proyecto de micronúcleos humana en células exfoliadas bucales
bucal MCN-ensayo: ensayo de micronúcleos
bucal
Declaraciones
Agradecimientos Este trabajo
. recibido apoyo financiero de la Fiocruz y MCT-CNPq /CT-18, así como el apoyo logístico de UNEMAT y CESTEH /Fiocruz. Los autores agradecen a los investigadores Eliane Ignotti, Maurecilne L. S. Carvalho, Ilio F. Carvalho y Dionei J. Silva; así como los alumnos de Adrielle S. Cruz, Suzan L. S. Perreira, Viviane L. Hunhoff y Ruth Ferreira por su apoyo en el desarrollo de este proyecto. Los autores agradecen el apoyo logístico de los alumnos y el Prof. Dr. Rivanildo Dallacort de UNEMAT.
Los autores originales presentados archivos de imágenes
A continuación se presentan los enlaces a los archivos de los autores presentados original para imágenes. 12903_2011_209_MOESM1_ESM.bmp autores archivo original para la figura 1 Conflicto de intereses México La autores declaran que no tienen intereses en competencia
autores. 'Contribuciones
ha participado en el diseño del estudio, llevado a cabo los análisis, y redactó el manuscrito; SRBM participó en el diseño del estudio, los análisis de genotoxicidad guiada, y revisó los proyectos originales; PA participó en la revisión y preparación del manuscrito para su publicación; PHNS participó en la revisión y preparación del manuscrito para su publicación; SSH concibe el estudio, participaron en su diseño y la coordinación y la ayudó a redactar el manuscrito. Todos los autores leído y aprobado el manuscrito final.

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