Academic literature on the topic 'Éteres Difenílicos Polibromados'

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Tecnologias Química e Biológica, 2017.
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Esse estudo buscou investigar a ocorrência de PBDE em sedimentos do Lago Paranoá - DF. Para tanto, um método analítico foi desenvolvido, validado e aplicado para determinação de nove congêneres (BDE-28, BDE-47, BDE-66, BDE-85, BDE-99, BDE-100, BDE-138, BDE-153 e BDE-154) em amostras de sedimento. O método consistiu na extração sólido-líquido assistida por ultrassom, seguido de etapas de clean-up e análise por cromatografia gasosa com detecção por captura de elétrons. O método se mostrou seletivo, linear (R > 0,9967), tendo valores de LOD (0,03 a 0,32 ng g-1 ) e LOQ (0,1 a 1,1 ng g-1 ) compatíveis com níveis de PBDE encontrados na literatura, recuperações entre 87,7±6,6% (BDE-138) e 98,7±1,4% (BDE-28) e boa precisão. Sete amostras de sedimento do Lago Paranoá foram investigadas onde foi possível verificar níveis de PBDE variando entre 0,143±0,005 (BDE-28) e 8,1±0,4 ng g-1 (BDE- 66). Níveis mais elevados para ƩPBDE foram observados nas imediações das estações de tratamento de esgoto Sul (19±2 ng g-1 ) e Norte (8,79±0,03 ng g-1 ), corroborando com o papel do lançamento de esgotos como uma das principais fontes de aporte de PBDE. Verificou-se semelhança entre os perfis de concentração dos congêneres nos sedimentos com a proporção de PBDE na formulação comercial pentaBDE (DE-71). A distribuição dos PBDE no ambiente, estimada pelo modelo de fugacidade do software EQC Model (level 1), sugeriu sua presença no ar (0,009 a 0,5 ng m-3 ), no aerossol (0,001 a 0,012 ng m-3 ), na coluna de água (0,004 a 0,2 ng L-1 ), nos sólidos suspensos aquáticos (0,7 a 40,5 ng g-1 ), em solos (0,07 a 4,1 ng g-1 ) e em peixes (0,437 a 24,7 ng g-1 ). Tais resultados foram compatíveis com aqueles descritos na literatura para estes compartimentos. Estimou-se, por meio do software EQC Model, um aporte de cerca de 220 toneladas de PBDE para o Lago Paranoá. A concentração de PBDE na água intersticial dos sedimentos foi estimada e comparada com valores de PNEC (predicted no-effect concentration) indicando provável risco a biota referente aos congêneres (BDE-47, BDE-66 e BDE-99) e evidenciado a necessidade de maiores investigações. Para a coluna de água, esta abordagem não evidenciou risco provavelmente em função da elevada hidrofobicidade dos PBDE aliada à sua tendência à bioconcentração. Este trabalho é um dos primeiros registros da presença de PBDE em sedimentos coletados no Brasil, servindo com suporte à geração de indicadores de ii qualidade mais autênticos com o cenário atual, à medida que as informações sobre a presença de PBDE em vários compartimentos ambientais ainda são escassos em nosso país.
This study investigated the occurrence of PBDE in sediments of Paranoá Lake, in the Brazilian Federal District. An analytical method was developed, validated and applied for the determination of nine congeners (BDE-28, BDE-47, BDE-66, BDE-85, BDE-99, BDE-100, BDE- BDE-154) in sediment samples. The method was based on ultrasonic solid-liquid extraction, followed by clean-up and analysis by gas chromatography coupled to electron capture detection. The method was selective, presented good linearity (R > 0.9967) and values of LOD (0.03 to 0.32 ng g-1 ) and LOQ (0.1 to 1.1 ng g-1 ) compatible with PBDE levels of found elsewhere. Recoveries were between 87.7 ± 6.6% (BDE-138) and 98.7 ± 1.4% (BDE-28) with good precision. Seven sediment samples from Paranoá Lake were investigated and PBDE levels ranged from 0.143 ± 0.005 (BDE-28) to 8.1 ± 0.4 ng g-1 (BDE-66). Higher levels of ƩPBDE were observed in points located nearby South (19 ± 2 ng g-1 ) and North (8.79 ± 0.03 ng g-1 ) sewage treatment plants, corroborating with the role of wastewater disposal as one of the main sources of PBDE. A similarity between the concentration profiles in sediments and the proportion of PBDE in the commercial pentaBDE formulation (DE-71) was observed. The distribution of PBDEs in the environment, estimated by the fugacity model of the EQC Level 1 software, suggested their presence in the air (0.009 a 0.5 ng m-3 ), in the aerosol (0.001 a 0.012 ng m-3 ), at the water column (0.004 a 0.2 ng L-1 ), at the aquatic suspended solids (0.7 a 40.5 ng g-1 ), in soils (0.07 a 4.1 ng g-1 ) and in fishes (0.437 a 24.7 ng g-1 ). These results were comparable with those described in the literature for these compartments. It was estimated, through the EQC Model software, a contribution of about 220 tons of PBDE to Lake Paranoá. The concentration of PBDE in the interstitial water was estimated and compared to predicted no-effect concentration (PNEC) values indicating a probable risk for the congeners (BDE-47, BDE-66 and BDE-99) as well as evidencing the need for further investigations. Risk was not evidenced for the water column probably due to the high hydrophobicity of the PBDEs and their tendency for bioconcentration. This work is one of the first reports of the presence of PBDE in sediments collected in Brazil, supporting the generation of more authentic quality indicators considering the current scenario, as the information about the presence of PBDE in several environmental compartments is still scarce in our country.

Os retardantes de chama bromados são substâncias utilizadas nos mais variados bens de consumo para aumentar sua resistência ao fogo e/ou altas temperaturas em casos de incêndio, aumentando assim, as chances de escape e reduzindo a gravidade das queimaduras. Para este fim os éteres difenílicos polibromados (PBDEs) representam a classe mais utilizada tendo em vista sua eficiência no controle da propagação da chama e seu baixo custo. Estes compostos se incluem entre os recentemente denominados contaminantes ambientais emergentes que apresentam uma carência de dados toxicológicos, principalmente em relação aos efeitos danosos e aos biomarcadores de exposição, além do potencial dano ao ambiente, sendo esta uma preocupação recente da comunidade científica. Pelo fato da mitocôndria ser reconhecida como a principal organela produtora de energia celular, além de exercer um papel fundamental na manutenção de inúmeras funções celulares, ela foi utilizada como modelo experimental para avaliar os efeitos dos congêneres de BDE- 100; -153; -154 e -209 na faixa de concentração de 0,1 ?mol/L a 50 ?mol/L. Nossos resultados mostram que os efeitos em mitocôndrias isoladas podem ocorrer em menores concentrações para os congêneres BDE-153; -154 (Hexa-BDE) e -209 (Deca-BDE) e em maiores concentrações para o BDE-100 (Penta-BDE). Desta forma, foi observado que os compostos possuem capacidade de interagir com membrana mitocondrial, induzir inchamento mitocondrial, desregular a homeostase cálcica e dissipar o potencial de membrana mitocondrial em concentrações diferentes, entretanto não são capazes de induzir estresse oxidativo na mitocôndria. Assim, os resultados indicam que a ação dos PBDEs sobre mitocôndrias pode ser um dos mecanismos de toxicidade desta classe de compostos.
The brominated flame retardants are substances used in various consumer goods to increase their fire resistance and / or higher temperatures in case of fire, thus increasing the chances of escape and reducing the severity of burns. To this end polybrominated diphenyls ethers (PBDEs) are the most used class in view of its efficiency in controlling the spread of flame and its low cost. These compounds are among the newly emerging environmental contaminants known to exhibit a lack of toxicological data, especially regarding the harmful effects and biomarkers of exposure and potential harm to the environment, which is a recent concern of the scientific community. Because the mitochondrion is recognized as the main energy-producing cell organelles, as well as play a vital role in the maintenance of many cellular functions, it was used as an experimental model to evaluate the effects of the congeners BDE-100 (Penta- BDE), -153, -154 (Hexa-BDE) and -209 (Deca-BDE), in concentration range ranging from 0.1 ?mol/L to 50 ?mol/L. The results show that the effects on isolated mitochondria may occur at lower concentrations for the BDE-153, -154 and -209 and high concentrations to the BDE-100. Thus, it was observed that the compounds have the ability to interact with mitochondrial membrane, inducing swelling, dysregulation of calcium homeostasis and dissipation of membrane potential at different concentrations, however they cannot change factors related to oxidative stress in mitochondria. Furthermore, the induction of mitochondrial swelling, and added significant depletion of ATP levels may contribute to the toxic effects observed. Thus, we conclude that the action of PBDESS on mitochondria is one of the mechanisms of toxicity of this class of compounds.

Orientador : Prof. Dr. Marco Tadeu Grassi
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Química. Defesa: Curitiba, 26/03/2014
Inclui referências
Área de concentração: Química analítica
Resumo: O presente trabalho teve como objetivo otimizar um protocolo analítico para determinação de éteres difenílicos polibromados (PBDE) em sedimentos de rios. As etapas consistiram em desenvolver o método cromatográfico assim como as de extração e clean-up, de modo a reduzir significativamente as quantidades de solvente e adsorvente em cada etapa. Cada uma destas foi avaliada separadamente, por meio de testes de recuperação. Para a extração foi utilizada uma sonda ultrassônica de 500 W de potência; optou-se pelo emprego de 4,0 mL de acetona como fase extratora em três etapas de sonicação, com duração de três minutos cada uma. Para a clean-up utilizouse uma pipeta graduada de 20 cm de comprimento e 0,6 cm de diâmetro interno. Como fases adsorventes foram empregadas 1,0 g de sílica e 1,0 g de alumina, seguindo-se a eluição com 5,0 mL de hexano e 5,0 mL de hexano/diclorometano (3:1, v/v). Os resultados obtidos para a maioria dos compostos, expressos em termos percentuais, em todas as etapas estudadas, ficaram dentro da faixa de 70% a 111%, valores considerados satisfatórios. O método foi avaliado e validado com base em diferentes critérios analíticos utilizando-se ensaios de recuperação em sulfato de sódio (sistema modelo) e material de referência preparado no laboratório, com excelentes resultados. O método otimizado foi aplicado a amostras de sedimentos de ambientes aquáticos urbanos e mananciais de abastecimento localizados na bacia Hidrográfica do Alto Iguaçu, na Região Metropolitana de Curitiba. Os resultados obtidos a partir da análise das amostras de sedimentos demonstraram que os rios localizados em regiões sob forte influência urbana e industrial apresentaram PBDE. Foram determinados nos compartimentos sedimentares dos rios Timbu, Barigui e Iguaçu os congêneres BDE-71, BDE-85 e BDE-99 em concentrações inferiores aos limites de detecção e quantificação.
Abstract: This study aimed to optimize an alternative analytical protocol for the determination of polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) in riverine sediments. The protocol consisted in developing the chromatographic method, as well as the extraction and clean-up stages, in order to significantly reduce the amount of solvent and adsorbent, as well as the time involved in sample preparation. For the cleanup it was used a 20 cm graduated pipette and 0.6 cm inner diameter. 1.0 g of silica and 1,0 g of alumina were used as adsorbent phase, followed by elution with 5.0 mL of hexane and 5.0 mL of hexane/dichloromethane (3:1, v/v). The results, expressed in percentage recovered, ranged from 70% to 111%. The method was evaluated and satisfactorily validated according to different analytical criteria such as recovery in sodium sulfat, a model system, and home-made reference material. Finally method was applied to sediment samples from urban riverine aquatic environments and water supplies located at Alto Iguaçu Hydrographic River Basin, in the Metropolitan Region of Curitiba. The results obtained from environmental samples demonstrated that rivers located in areas under urban and industrial influences presented PBDE intakes. BDE-71, BDE-85 and BDE- 99 congeners were determined in sediment from Timbu, Barigui and Iguaçu rivers with concentrations lower than limits of detection and quantification.

A grande evolução tecnológica tem sido responsável pela introdução de diferentes contaminantes no ambiente, dentre os quais estão os éteres difenílicos polibromados (PBDEs). Os PBDEs representam uma importante classe de retardantes de chama adicionada aos diversos bens de consumo da vida moderna com a finalidade de retardar o processo de ignição e impedir a propagação de chamas. Atualmente, a crescente presença desses compostos em compartimentos ambientais e em amostras de fluídos biológicos tem levantado preocupações relacionadas com os possíveis efeitos tóxicos à saúde, no entanto tais efeitos são incertos devido à baixa disponibilidade de dados relacionados com a ação direta sobre o organismo humano. Desta forma, esse trabalho objetivou investigar os efeitos dos principais representantes de PBDEs: congênere PBDE-209, PBDE-99 e PBDE-47 sobre células de hepatoblastoma humano (HepG2) na faixa de concentração de 0.1-25µmol/L, em períodos de 24 e 48 horas, como uma alternativa de esclarecer os efeitos tóxicos dos PBDEs sobre a saúde humana, bem como correlacionar os efeitos entre os diferentes congêneres. As células HepG2 foram escolhidas devido as semelhanças com o metabolismo das células hepáticas normais. Também foi investigado o potencial dos três congêneres em induzir a morte celular após exposição aos PBDEs, sendo demonstrado potencial citotóxico diferenciado de acordo com o congênere investigado. Pela avaliação de ensaios de proliferação celular (SRB) e viabilidade celular (MTT) foi obtido que o congênere PBDE-209 induz morte celular em altas concentrações (10µmol/L, 25µmol/L) sendo esses efeitos iniciados primeiramente, por mecanismos citostáticos em concentrações menores. Enquanto isso, os PBDE-99 e PBDE-47 demonstraram elevado potencial citotóxico de forma concentração dependente, apresentando diferenças nas intensidades das concentrações avaliadas, relacionando-as com a facilidade de absorção e com os possíveis metabólitos formados. A investigação dos mecanismos citotóxicos foi realizada pelos ensaios de avaliação do potencial de membrana mitocondrial, exposição da fosfatidilserina na membrana externa celular e fragmentação nuclear. Esses ensaios evidenciaram que os congêneres investigados agem por indução de mecanismos apoptóticos, sendo os maiores resultados relacionados com os menores congêneres investigados. A avaliação dos mecanismos por vias necróticas foi realizada pela avaliação da atividade da LDH devido ao rompimento da membrana celular característico de mecanismos necróticos, não sendo obtidos resultados significativos. A avaliação do acúmulo de EROs ocasionado pela exposição aos congêneres demonstrou que os compostos investigados apresentam elevado potencial para induzir o estresse oxidativo, sendo inclusive relacionado com os efeitos citostáticos preliminares do congênere PBDE-209. A diferença dos resultados obtidos entre os três congêneres foi relacionada com as diferenças estruturais, as quais facilitam a absorção dos menores congêneres e com os possíveis metabólitos oriundos formados. Concluindo, estes resultados mostram os efeitos tóxicos dos PBDEs em células hepáticas e sugere a presença de efeitos adversos à saúde. Além disso, embora os congêneres PBDE-99 e PBDE-47 apresentem os maiores potenciais tóxicos, o efeito do congênere PBDE-209 não deve ser ignorado uma vez que o mesmo pode se intensificado com a exposição prolongada
Technologic demand has increased the different pollutants released in the environment. Polybrominated diphenyl ether (PBDE) is an important class of the flame retardants added in several good products with a wide range of toxic effects on biotic and abiotic systems. These compounds are release into environment through the loss during manufacture and of products containing PBDEs. Their toxic mechanisms on biologic systems still have not understood due to the existence of several different congeners, with different chemical and biological characteristics in the environment, and absence of their effects on the body. Therefore, in this study we examine effects of congeners PBDE-209, PBDE-99 and PBDE-47 on HepG2 cell line in order to understand their mechanism of action and their effects on the human health. Firstly, we evaluated citotoxic mechanism by SRB assay followed by MTT assay. This way, we showed that all tested PBDEs seem to cause cell death although PBDE-209 also causes cystostatic mechanism in lower concentration. The cytotoxic mechanism was observed in higher concentrations and it was suggested be evidences of apoptosis. Apoptotic mechanism was investigated by mitochondrial membrane potential, phosphatidyl serine exposure and nuclear fragmentation. Our results showed that all tested congeners were able to decrease mitochondrial membrane potential, to cause phosphatidyl serine exposure and a nuclear fragmentation with higher results found for BDE-99 and BDE-47 due structural difference that may facilities their absorption and their toxic metabolites Exclusion of necrotic mechanism was performed by LDH release assay. We evaluated reactive oxygen species (ROS) production and it was showed that apoptotics mechanisms is followed by oxidative stress in all congeners tested and suggest cytostatic mechanism is also mediated by ROS. These results are evidences of toxic effects of PBDEs on the cell line and health

Os retardantes de chama bromados são substâncias utilizadas em bens de consumo para aumentar sua resistência ao fogo e/ou altas temperaturas. Para este fim os Éteres Difenílicos Polibromados (PBDEs do inglês polybrominated diphenyl ether) representam a classe mais utilizada tendo em vista sua eficiência no controle da propagação da chama e baixo custo. Estes compostos são considerados persistentes, bioacumuláveis, podem ser transportados para longas distâncias e apresentam toxicidade podendo causar desregulação endócrina, entretanto os mecanismos de toxicidade ainda não foram bem estabelecidos. Desta forma, o presente projeto utilizou linhagens celulares de Hepatoblastoma Humano (HepG2), HeLa, Hepatócitos e linfócitos humanos a fim de elucidar seus mecanismos de toxicidade. Os resultados significativos demonstram a capacidade destes compostos em induzir dano primário no DNA (0,5 ?mol/L para o BDE-153 e 5 ?mol/L para o BDE-100) monitorado pelo teste do cometa, que não foi reparado após 24 horas de exposição. No entanto, não se observou um aumento de micronúcleos em HepG2 e linfócitos após exposição aos congêneres (0,1 - 25 ?mol/L) nem mesmo mutagenicidade no ensaio de Salmonella typhimurium. Contudo, os compostos apresentam capacidade de diminuir a redução do brometo de 3-(4,5 dimetiltiazol-2il)-2,5 difenil tetrazólio (MTT), proliferação e interferem no ciclo celular nos cultivos celulares avaliados. Estes efeitos de citotoxicidade estão relacionados com a disfunção mitocondrial, uma vez que ambos PBDEs geram dissipação do potencial de membrana mitocondrial, formação e acúmulo de espécies reativas, culminando em morte celular apoptótica, demonstrada pela manutenção da fosfatidil serina na face externa da membrana celular, pela condensação e fragmentação nuclear, presença de fatores pró-apoptóticos no citosol da célula, tais como citocromo C e AIF além da ativação de caspases 3 e 9. Estes dados corroboram com o fato de não ter liberação de lactato desidrogenase intracelular, excluindo a morte celular por necrose. E por fim, foi possível observar que a exposição aos compostos ativa o processo autofágico, a princípio como um mecanismo de citoproteção observado pela conversão de LC3I em LC3II e acúmulo de p62 (marcadores autofágicos) além de marcações imunicitoquímicas para LC3II e co-localização de lisossomos no padrão pontuado, indicanto acúmulos da proteína LC3 e lisossomos, formando os autofagossomos. Em conjunto nossos resultados apresentam a capacidade de induzir instabilidade genômica e citotoxicidade desta classe de compostos, reforçando a idéia de que os PBDEs representam risco à população exposta
The brominated flame retardants are substances used in consumer goods to increase its fire resistance and/or high temperatures. Due to, the polybrominated diphenyl ethers (Polybrominated diphenyl ether) are the most commonly used class in view of its efficiency in controlling the spread of flame and low cost. These compounds are considered persistent, bioaccumulative, can be transported over long distances and have toxicity. However the toxic mechanisms of action have not been well established. Thus, this project held cytotoxic, genotoxic and mutagenic assays in HepG2, HeLa, hepatocytes and human lymphocytes cells in order to elucidate the mechanisms of toxicity. The results demonstrate the ability of these compounds to induce primary DNA damage (0.5 ?M for BDE-153 and 5 ?M for BDE-100) monitored by the comet assay, it was not repaired after 24 hours of exposure. However, there was not observed nether increase in micronuclei in HepG2 cells and lymphocytes after exposure to the congeners (0.1 - 25 ?M) even in the Salmonella typhimurium mutagenicity assay. However, the compounds show the ability to reduce MTT reduction, proliferation, and interfere with cell cycle evaluated in cell cultures. These cytotoxic effects are related to mitochondrial dysfunction, since both PBDE generate dissipation of the mitochondrial membrane potential, accumulation of reactive oxygen species, resulting in apoptotic cell death, demonstrated by the maintenance of serine phosphatidyl on the external surface of the cell membrane, by condensation and nuclear fragmentation, the presence of pro-apoptotic factors in the cytosol of the cell, such as cytochrome c and AIF plus activating caspase 3 and 9. These data corroborate the fact of not having to intracellular lactate dehydrogenase release, excluding death cell necrosis. Finally, it was observed that exposure to the active compounds the autophagic process, at first as a cytoprotective mechanism observed by LC3I conversion in LC3II and accumulation of p62 (autophagic markers) plus imunicitoquímicas markings for LC3II and co-location lysosomes in dotted pattern, indicanto accumulations of LC3 protein and lysosomes, forming autophagosomes. Together our results show the ability to induce genomic instability and cytotoxicity of this class of compounds, reinforcing the idea that PBDEs pose a risk to the exposed population