( PDF ) Avaliação do comportamento de agressividade em ratos expostos ao cádmio e submetidos ao estresse por imobilização

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UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA

“JÚLIO DE MESQUITA FILHO”

INSTITUTO DE BIOCIÊNCIAS

UNESP BOTUCATU

AVALIAÇÃO DO COMPORTAMENTO DE

AGRESSIVIDADE EM RATOS EXPOSTOS AO CÁDMIO

E SUBMETIDOS AO ESTRESSE POR IMOBILIZAÇÃO

Simone Galbiati Terçariol

BOTUCATU – SP

2008

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UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA

“JÚLIO DE MESQUITA FILHO”

INSTITUTO DE BIOCIÊNCIAS

UNESP BOTUCATU

AVALIAÇÃO DO COMPORTAMENTO DE

AGRESSIVIDADE EM RATOS EXPOSTOS AO CÁDMIO

E SUBMETIDOS AO ESTRESSE POR IMOBILIZAÇÃO

Aluna: Simone Galbiati Terçariol

Orientador: Prof. Dr. José Ricardo de Arruda Miranda

Co-orientador: Dr. Antonio Francisco Godinho

BOTUCATU – SP

2008

Dissertação apresentada ao Instituto de

Biociências, Campus de Botucatu, UNESP,

para obtenção do título de Mestre no

Programa de Pós Graduação em Biologia

Geral e Aplicada.

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FICHA CATALOGRÁFICA ELABORADA PELA SEÇÃO TÉCNICA DE AQUISIÇÃO E TRATAMENTO

DA INFORMAÇÃO

DIVISÃO TÉCNICA DE BIBLIOTECA E DOCUMENTAÇÃO - CAMPUS DE BOTUCATU - UNESP

BIBLIOTECÁRIA RESPONSÁVEL: Selma Maria de Jesus

Terçariol, Simone Galbiati.

Avaliação do comportamento de agressividade em ratos expostos ao cádmio

e submetidos ao estresse por imobilização / Simone Galbiati Terçariol. –

Botucatu : [s.n.], 2008.

Dissertação (mestrado) – Universidade Estadual Paulista, Instituto de

Biociências, Botucatu, 2008.

Orientador: José Ricardo de Arruda Miranda

Co-orientador: Antonio Francisco Godinho

Assunto CAPES: 21007004

1. Toxicologia 2. Metais pesados - Toxicologia

CDD 615.9

Palavras-chave: Agressividade; Cádmio; Estresse; Neurocomportamento;

Rato.

COMISSÃO EXAMINADORA

Prof. Dr. Antonio Francisco Godinho

Presidente e Co-orientador: Titular 1

Centro de Assistência Toxicológica – CEATOX

Instituto de Biociências – UNESP – Botucatu

Prof. Dra. Ethel Lourenzi Barbosa Novelli

Membro: Titular 2

Departamento de Química e Bioquímica

Instituto de Biociências – UNESP – Botucatu

Prof. Dr. João Lauro Viana de Camargo

Membro: Titular 3

Departamento de Patologia - TOXICAN

Faculdade de Medicina – UNESP - Botucatu

Data da Defesa: 26/08/08

DEDICATÓRIA

Dedico este trabalho

À Deus,

à Nossa Senhora Aparecida e aos

meus pais Vitório e Raquel, pela

proteção e por me darem forças

para continuar a estudar e superar

as dificuldades ocorridas nestes

dois anos.

Aos meus pais Vitório e Raquel,

Pelo intenso apoio, amor e paciência, em todos os momentos de

minha vida.

meus irmãos Paula e Vinicius,

Pela amizade, carinho, compreensão e incentivo.

Uli, Mini e Luna

Amo vocês!

AGRADECIMENTOS

Agradecimento especial

Ao Prof. Dr. Antonio Francisco Godinho

Obrigada pela oportunidade, paciência, confiança, dedicação e

ensinamentos, pois orientar uma pós-graduação como a minha não

é fácil!

Ao Prof. Dr. José Ricardo de Arruda Miranda

Pela oportunidade e confiança.

“Grandes realizações não são feitas por impulso, mas por uma

soma de pequenas realizações”.

Vincent Van Gogh

Agradecimentos

Aos meus amigos de trabalho, pessoas queridas, em especial a

Coordenadora Carla Komatsu Machado e ao Vice-Diretor André

Luis Ornellas, por terem acreditado e depositado sua confiança em

mim, possibilitando a realização deste Mestrado.

A Marisa e Gilberto pelo empréstimo da câmera, muito obrigada,

pois sem ela não conseguiria analisar o experimento.

A Lívia, Érica pela amizade, carinho e hospedagem.

Aos funcionários do CEATOX – Centro de Assistência Toxicológica,

Alaor, Amauri, Aninha, Denise, Rita e Pardal pela amizade e apoio.

Ao IBB – Unesp Botucatu pela oportunidade de realização deste

mestrado.

Aos funcionários da Pós-Graduação por toda ajuda, compreensão e

paciência dispensada.

A todas as pessoas que direta ou indiretamente foram fundamentais

para a elaboração deste trabalho,

Muito Obrigada!

Tabela 1 -

SAIS DE CÁDMIO E A TOXICIDADE DOS SEUS

PRINCIPAIS COMPOSTOS

SUMÁRIO

I – INTRODUÇÃO..............................................................................................11

II – CAPÍTULO I – REVISÃO DE LITERATURA...........................................13

1 Identificação e fontes de emissão do cádmio................................................13

2 Contaminação Ambiental pelo cádmio.........................................................15

2.1 Ar ..........................................................................................................15

2.2 Água......................................................................................................15

2.3 Solo.......................................................................................................15

2.4 Alimento ...............................................................................................16

3 Toxicocinética................................................................................................16

3.1 Absorção..............................................................................................16

3.2 Distribuição .........................................................................................17

3.3 Metabolização......................................................................................18

3.4 Excreção ..............................................................................................18

4 Cádmio como agente cancerígeno e teratogênico..........................................18

5 Cádmio e Sistema Nervoso Central...............................................................19

6 Estresse...........................................................................................................20

7 Comportamento de Agressividade.................................................................21

8 Cádmio e Estresse Oxidativo.........................................................................22

9 Justificativa e objetivos.................................................................................24

10 Referências....................................................................................................26

III – CAPÍTULO II - ARTIGO ............................................................................34

Título..............................................................................................................34

Resumo...........................................................................................................35

Abstract..........................................................................................................36

Introdução ......................................................................................................37

Material e Métodos ........................................................................................39

Resultados......................................................................................................42

Discussão .......................................................................................................45

Referências.....................................................................................................50

INTRODUÇÃO

Estudos recentes mostram que o metal pesado cádmio (Cd) é um agente

cancerígeno para humanos. O cádmio é usado na fabricação de baterias de veículos,

pastas de limpeza, pisos, como componente em metalúrgicas, em pigmentos,

acabamentos de peças, plásticos e vidros, além de ser encontrado como contaminante

dos fertilizantes fosfatados (IARC, 1993).

Como resultado das emissões industriais e por causa da contaminação dos

fertilizantes utilizados nas plantações, no século XX tem aumentado bastante a

concentração do cádmio no solo, implicando em uma maior retenção pelos vegetais

(SATARUG et al., 2003), que serão utilizados pelos animais e/ou homem, inclusive

como alimentos. Em regiões de alta concentração, a contaminação de alimentos e água

provavelmente causou as primeiras intoxicações (GOODMAN e GILMAN, 2001).

Além destas exposições, fumantes ativos e passivos também estão expostos a

altas concentrações de cádmio presente na fumaça do tabaco (LEWIS, 1972; JARUP et

al., 1998), sendo um dos componentes importantes para os efeitos tóxicos do cigarro no

organismo.

Os metais pesados produzem seus efeitos tóxicos combinando-se com um ou

mais grupos reativos essenciais às funções fisiológicas normais.

O cádmio em especial, fica no mesmo patamar do chumbo e do mercúrio como

metais importantes no ponto de vista toxicológico. O cádmio ocorre na natureza em

combinação com o zinco e chumbo, causando contaminação ambiental. Como menos de

5% desses metais são reciclados, a poluição ambiental é uma preocupação importante.

A meia-vida do cádmio no organismo é de 10-30 anos, por isso, se a exposição

ambiental for contínua, as concentrações desse metal nos tecidos aumentam durante

toda vida de forma cumulativa (GOERING e KLAASSEN, 1984). Dado sua taxa atual

de liberação no ambiente, é provável que o cádmio no corpo humano aumente

progressivamente no futuro. Em conseqüência poderia provocar uma incidência mais

alta de doenças.

Fígado e rim são os órgãos principais atingidos pela toxicidade por cádmio

(SATARUG et al., 2003). Porém, estudos recentes indicam que exposições crônicas a

baixas doses de cádmio podem causar problemas neurocomportamentais em humanos e

animais, até mesmo quando nenhum dano renal for descoberto (LERET et al., 2003;

VIAENE et al., 2000). Em trabalhadores expostos ocupacionalmente dificulta a

funcionalidade visual motora, promove alterações de equilíbrio emocional e prejudica a

concentração (VIAENE et al., 2000). Experimentalmente, exposição pré e neonatal

resultou em hiperatividade (ALI et al., 1990) enquanto que em ratos adultos demonstrou

diminuição da atividade locomotora espontânea (ALI et al., 1990; LUKAWSKI et al.,

2005).

Pesquisas de Leret et al., (2003) comprovaram a ação do cádmio no sistema

nervoso central, pois em estudos feitos com animais foram constatados hiperatividade

motora, aumento do comportamento agressivo e prejuízo dos mecanismos de memória

social. O comportamento de agressividade é comum na sociedade animal, e é

considerada essencial quanto à sobrevivência do indivíduo ou da espécie (HALLER e

KRUK, 2006).

Outro aspecto importante da intoxicação por cádmio é a sua ação mutagênica a

qual parece ser provocado tanto por inibição do reparo do DNA, quanto por indução das

espécies reativas de oxigênio (ERO) (GIAGINIS et al., 2006). Evidências experimentais

sugerem que exposição a baixa concentração de cádmio do meio ambiente, induz

mutação e dano no DNA, o que diminui a estabilidade genética inibindo o reparo

endógeno e exógeno das lesões no DNA o que, em conseqüência, aumenta a

probabilidade de mutações e, por conseguinte, a iniciação do câncer (FILIPIC et al.,

2006).

O estilo de vida moderno da sociedade humana hoje, conduz os indivíduos à

situações que culminam em estresse. Este por sua vez pode provocar alterações

neuroendócrinas e fisiológicas.

Nos animais, o acúmulo de ansiedade gerado no estresse parece ser importante

para garantir a perpetuação da espécie (BAÚ, 2002; MENDES, 2008), porém, o estresse

pode provocar alterações no comportamento que se tornam permanentes, como por

exemplo, a agressividade (TEICHER, 2000; NEWPORT et al.; 2002)

CAPÍTULO I - REVISÃO DE LITERATURA

1 IDENTIFICAÇÃO E FONTES DE EMISSÃO DO CÁDMIO

O cádmio é um elemento químico, que ocupa, juntamente com o zinco e o

mercúrio, o grupo IIb da Tabela Periódica; foi descoberto em 1817, por Friedrich

Strohmeyer, professor de metalurgia em Goettingen, na Alemanha (AZEVEDO e

CHASIN, 2003).

O cádmio apresenta várias propriedades físicas e químicas semelhantes ao zinco, o que

explica a ocorrência dos dois metais juntos na natureza. É um elemento relativamente

raro e não é encontrado na natureza em estado puro. Sua principal fonte mineral é a

greenockita, rica em sulfeto de cádmio (CdS), que ocorre associada a sulfeto de zinco.

O cádmio está associado principalmente a sulfitos em minérios de zinco, chumbo e

cobre (CHASIN e CARDOSO, 2003).

Na tabela abaixo (Tabela 1) podem ser observadas as diferentes toxicidades dos sais de

cádmio.

Tabela 1: Sais de cádmio e a toxicidade dos seus principais compostos.

SAIS DE CÁDMIO (Cd) FÓRMULA MOLECULAR TOXICIDADE DL50

(rato)

ACETATO DE Cd

Cd(C2H3O2)2. 2(H2O) i.p: 14mg/kg

v.o: 360mg/kg

BROMETO DE Cd

CdBr2.4(H2O) -----

CÁDMIO METÁLICO

Cd v.o: 255mg/kg

CARBONATO DE Cd

CdCO3 -----

CLORETO DE Cd

CdCl2; CdCl2H2O v.o: 250mg/L; 88mg/kg

FLUORBORATO DE Cd

CDf2; Cd(bf4)2-H2O v.o: 250mg/kg

NITRATO DE Cd

Cd(NO3)2.4H2O i.p: 14mg/kg

v.o: 300mg/kg

ÓXIDO DE Cd

CdO v.o: 72mg/kg

SELENETO DE Cd

CdSe ------

SULFATO DE Cd

CdSO4 v.o: 225mg/kg

SULFETO DE Cd

CdS ------

SULFITO DE Cd

CdS v.o: 225mg/kg

FONTES – GALVÃO e COREY, 1987; WHO, 1992; ATSDR, 1997; CARDOSO e CHASIN, 2001; AZEVEDO

e CHASIN, 2003; CETESB, 2008.

Numerosas atividades humanas resultam em lançamentos de significativa

quantidade de Cd ao meio ambiente. As fontes individuais de Cd também variam

consideravelmente entre países. A emissão de Cd tem origem em duas grandes

categorias:

FONTES NATURAIS

O cádmio se origina de rochas sedimentares, rochas fosfáticas de origem

marítima, que podem chegar a concentrações de até 500 ppm (WHO, 1992). Condições

climáticas e a erosão dessas rochas resultam no transporte, via água dos rios. A

atividade vulcânica é considerada a maior fonte natural de lançamento de cádmio para a

atmosfera e se estima que seja em torno de 820 toneladas/ano (CADMIUM

ASSOCIATION, 2008).

FONTES ANTROPOGÊNICAS

As maiores fontes antropogênicas de cádmio podem ser divididas em duas

categorias: a primeira é relativa às atividades envolvendo mineração, produção,

consumo e disposição de produtos que utilizam cádmio (baterias de Ni-Cd, pigmentos,

estabilizadores de produtos de policloreto de vinila - PVC, recobrimento de produtos

ferrosos e não ferrosos, ligas de cádmio e componentes eletrônicos); a segunda

categoria consiste de fontes “inadvertidas” na qual o cádmio é um constituinte natural

do material que está sendo processado ou consumido (metais não ferrosos, ligas de

zinco, chumbo e cobre, emissões de indústrias de ferro e aço, combustíveis fósseis -

carvão, óleo, gás e madeira, cimento e fertilizantes fosfatados) (ATSDR, 1997;

CARDOSO e CHASIN, 2001; AZEVEDO e CHASIN, 2003).

Mesmo que os níveis de Cd no solo não alcancem valores alarmantes, o

metal permanecerá em uma forma potencialmente disponível, por muitos anos. A

estimativa de meia-vida do Cd nos solos varia entre 15 e 1.100 anos. Portanto, há

necessidade de monitorar o comportamento do Cd e outros metais, por um período mais

longo (OLIVEIRA, 2003).

2 CONTAMINAÇÃO AMBIENTAL PELO CÁDMIO

2.1 AR

As concentrações de cádmio no ar a que estão sujeitas as populações são,

geralmente, menores que 5x10

-6

mg/m

, porém concentrações de até 5x10

-4

mg/m

foram

detectadas no ar de áreas próximas a atividades emissoras. Vários autores avaliaram as

concentrações de cádmio em áreas remotas, rurais e urbanas (AZEVEDO e CHASIN,

2003).

2.2 ÁGUA

Os níveis de valores de cádmio em águas não poluídas variam

significativamente. Há referências de que as concentrações em mar aberto variam de

0,01 a 0,1 ug/L, e em águas profundas as concentrações são maiores que nas superfícies

devido à captação do metal pelos organismos. Há referências de valores tão altos

quantos 1mg/L ou ainda maiores em águas oriundas de locais nas vizinhanças de

depósitos de minerais (ATSDR, 1997).

2.3 SOLO

As concentrações do cádmio em solos não-poluídos são variáveis,

dependendo das fontes minerais e do material orgânico. Em solo não-vulcânico, as

concentrações de cádmio variam de 0,1 a 1 ppm, enquanto naqueles de origem

vulcânica atinge-se concentrações de 4,5 ppm. A contaminação dos solos podem se dar

a partir de resíduos sólidos (CHASIN e CARDOSO, 2003).

No Brasil não existem estatísticas da extensão da contaminação dos solos,

mas é possível encontrar substâncias tóxicas em todo o território nacional. No estado de

São Paulo já existem aproximadamente 2000 locais potencialmente contaminados com

substâncias orgânicas e inorgânicas (ALLOWAY, 1990).

2.4 ALIMENTOS

As concentrações de cádmio em diferentes alimentos variam muito com a

origem do mesmo, com as concentrações deste no solo e com a disponibilidade do metal

no meio em condições de ser incorporado pela planta.

A contaminação dos alimentos se dá através da contaminação do solo, que,

por sua vez, pode ser contaminado através das águas de irrigação, de deposição

originária da poluição atmosférica e de adubações através de fertilizantes fosfatados ou

fertilizantes de origem de esgotos (VAZ e LIMA, 2003).

3 TOXICOCINÉTICA

3.1 ABSORÇÃO

DÉRMICA

Os estudos sobre absorção dérmica sugerem que, embora a absorção por

esta via seja lenta, pode atingir proporções relevantes nas situações onde soluções

concentradas de cádmio estejam em contato com a pele por várias horas (CARDOSO e

CHASIN, 2001).

RESPIRATÓRIA

Dados oriundos de animais de experimentação atestam que a absorção

pulmonar é maior que a absorção gastrointestinal e que é dependente da especiação

química (tamanho e da solubilidade da partícula) (AZEVEDO e CHASIN, 2003).

Investigações demonstram que o hábito de fumar pode aumentar

consideravelmente a retenção e a assimilação pulmonar do cádmio. Um cigarro contém,

em média, 1,4 ug de cádmio, sendo que desta quantidade de 0,1 ug pode ser inalado,

representando para um fumante de 20 cigarros diários uma entrada de 2 a 3 ug/dia

(LARINI, 1987).

GASTROINTESTINAL

A exposição oral assume importantes proporções devido à bioacumulação

do cádmio na cadeia alimentar (CARDOSO e CHASIN, 2001; VAZ e LIMA, 2003).

A nível gastrointestinal existe substanciais evidências de que os níveis de

absorção de cádmio estão em torno de 5%. Esta absorção é influenciada pelo tipo de

dieta e pelas condições nutricionais (LARINI, 1987; WAALKES et al., 1992).

A absorção intestinal parece ocorrer em duas fases: do lúmem para mucosa

e transferência para a circulação. Dentre os fatores que afetam a absorção do cádmio

estão as interações metal-metal (ex: ferro, cálcio, cromo, magnésio) e metal-proteína

(metalotionina, glutationa) presentes tantos nos alimentos como no organismo

(CARDOSO e CHASIN, 2001).

Dietas com baixos níveis de cálcio e proteínas aumentam aproximadamente

três vezes a absorção de cádmio no trato gastrointestinal. Animais deficientes de ferro,

assim como o homem, absorvem mais cádmio (OGA, 2003).

3.2 DISTRIBUIÇÃO

Qualquer que seja a via de absorção, o Cd se deposita principalmente no

fígado e nos rins, onde mais da metade da carga corpórea se armazena e também no

músculo, pulmão, pâncreas e sistema nervoso.

Aproximadamente, 80 a 90% da quantidade de cádmio do organismo estão

ligados à metalotionina. Isto faz com que os níveis de cádmio circulante diminuam,

afetando, consequentemente, a sua biodisponibilidade. O cádmio no sangue ocorre

principalmente nos eritrócitos, e as concentrações plasmáticas são muito baixas (WHO,

1992).

O cádmio é altamente cumulativo. A sua concentração no organismo cresce

rapidamente nos primeiros anos de vida, mesmo após cessar a exposição ao metal, ele

continua acumulando no organismo, sendo eliminado muito lentamente (LARINI, 1987;

HART et al., 1989).

3.3 METABOLIZAÇÃO

Após a absorção, o cádmio transportado para o fígado é ligado à

metalotioninas, forma na qual volta à circulação (CHASIN e CARDOSO, 2003).

3.4 EXCREÇÃO

A excreção é normalmente lenta e se dá igualmente pela urina e fezes.

Grande parte do cádmio ingerido é excretado pelas fezes, devido a não absorção pelo

trato gastrointestinal (ATSDR, 1997; WHO, 1992; AZEVEDO e CHASIN, 2003). A

excreção urinária do cádmio torna-se significativa apenas depois que tiver ocorrido

nefrotoxicidade significativa (KLAASSEN, 2001).

4 CÁDMIO COMO AGENTE CANCERÍGENO E TERATOGÊNICO

Vários agentes reguladores concluem por evidências de que o cádmio possa

ser um cancerígeno humano. Apesar disto a evidência de carcinogenicidade do Cd em

humanos ainda é fraca, porém consistente em estudos com animais. A controvérsia

sobre os dados provenientes dos estudos epidemiológicos se reflete na classificação de

carcinogenicidade observada nas diversas agências.

A Agência de Proteção Ambiental Americana (EPA) classificou o cádmio

como provável cancerígeno para o homem, por inalação, com base no que considerou

“limitada evidência em humanos, mas suficientes evidências em animais”. O “Programa

Nacional de Toxicologia Americano – NTP” classificou-o como carcinogênico baseado

em evidência limitada de câncer em humanos. Em contraposição, a “Agência Nacional

de Pesquisa de Câncer – IARC” classificou o cádmio como sendo um agente

carcinogênico pertencente ao grupo 1, ou seja, dentre aqueles que, comprovadamente

provocam o aparecimento de câncer em animais de experimentação e em humanos

(WHO, 1992; IARC, 1993; ATSDR, 1997).

Muitos metais cancerígenos podem produzir espécies reativas de oxigênio,

tais como, níquel e cromio, os quais podem tornar-se fonte indireta de genotoxicidade

após ataque sobre o DNA. Entretanto, o cádmio, diferentemente de outros metais

cancerígenos, não participa nas reações químicas tipo Fenton, as quais produzem

espécies reativas de oxigênio capazes de atacar o DNA, porém, induz estresse oxidativo,

incluindo peroxidação lipídica (YANG et al., 1997; KASPRZAK, 2002; WAALKES,

2002).

Pesquisas de Waalkes (2003) indicam que células epiteliais da próstata

podem ser transformadas malignamente com cádmio in vitro, sugerindo que o epitélio

prostático pode direcionar o alvo dos efeitos oncogênicos do metal.

Recentemente, evidências experimentais sugerem que a exposição à baixa

concentração de cádmio do meio ambiente, induz mutação e dano no DNA, o que

diminui a estabilidade genética inibindo o reparo endógeno e exógeno das lesões no

DNA levando, em conseqüência, ao aumento da probabilidade de mutações e, por

conseguinte a iniciação do câncer (FILIPIC et al., 2006).

Com relação à exposição ocupacional, os dados para o cádmio indicam uma

probabilidade muito alta de associação entre o metal e o câncer de pulmão, de próstata,

pâncreas e rins (VALKO et al., 2006).

Apesar das pesquisas apontarem que o cádmio pode potencializar todos os

efeitos de vários estágios do processo de carcinogênese, incluindo iniciação, promoção

e progressão (WAALKES, 2003), os mecanismos considerados para a ação molecular

da carcinogênese por cádmio excluem um efeito direto sobre o DNA e incluem inibição

do sistema de reparo do DNA, interação com regulação de proto-oncogenes e indução

de necrose celular e apoptose (NZENGUE et al., 2008)

O cádmio é teratogênico, tendo sido comprovado o aparecimento de

exencefalia, hidrocefalia, fenda palatal e labial, microfltalmia e outras malformações

congênitas em animais de experimentação. O efeito teratogênico foi observado com

doses próximas à DL50 (WHO, 1992).

5 CÁDMIO E SISTEMA NERVOSO CENTRAL

Experimentalmente, exposição pré e neonatal resultou em hiperatividade,

enquanto que em ratos adultos demonstrou uma diminuição da atividade locomotora

espontânea (ALI et al., 1990). Em trabalhadores expostos ocupacionalmente dificulta a

funcionalidade visual motora, promove alterações de equilíbrio emocional e prejudica a

concentração (VIAENE et al., 2000).

Estudos recentes indicam que exposições crônicas a baixas doses de cádmio

podem causar problemas neurocomportamentais em humanos e animais, até mesmo

quando nenhum dano renal for descoberto (VIAENE et al., 2000; LERET et al., 2003).

Pesquisas de Leret et al. (2003) comprovaram a ação do cádmio no sistema nervoso

central, pois em estudos feitos com animais que foram expostos no período perinatal

foram constatados aumento do comportamento agressivo, hiperatividade motora e

prejuízo dos mecanismos de memória social.

6 ESTRESSE

A primeira teoria capaz de fornecer os elementos necessários à compreensão

do estresse surgiu na década de 1930, nos trabalhos do fisiologista austríaco Hans Selye,

que publicou uma teoria, onde propôs que estresse é a resposta não específica do

organismo frente a agentes ameaçadores de sua integridade. Selye introduziu e

popularizou o termo “estresse” na literatura científica e médica, embora, tivesse

declarado, posteriormente, a interpretação errônea que fez do termo físico stress, que

significa pressão (SELYE, 1946; 1956).

O estresse é o acúmulo de ansiedade que gera os mais variados sintomas,

mas não é considerado uma doença em si, por isso é difícil de ser diagnosticado,

causando assim, várias doenças (BAÚ, 2002). A reação de estresse existe para garantir a

sobrevivência e a perpetuação da espécie (MENDES, 2008).

Chrousos e Gold (1992) redefiniram estresse como o estado de desarmonia

ou ameaça a homeostasia, promovendo adaptação fisiológica e comportamental,

podendo ser específica para determinado estressor ou generalizada e inespecífica.

Somente quando a ameaça a homeostasia excede o limiar, ocorre a síndrome não

específica do estresse. Selye (1956), também introduziu o termo “Síndrome Geral de

Adaptação” (SGA), que se desenvolve em três fases: fase de alerta, fase de resistência e

de exaustão. A primeira fase representa a resposta inicial do organismo frente a

qualquer situação ameaçadora. O cérebro identifica a ameaça e produz uma substância

denominada fator de produção no córtex. Essa substância, por sua vez aciona a hipófise

para que ela produza o hormônio adrenocorticotrófico. Todo esse mecanismo

neuroendócrino age na fase de alerta e se caracteriza por aumento das capacidades

orgânicas em responder ao estressor, com resposta fisiológica dos órgãos e sistemas a

elevação da concentração plasmática das catecolaminas e dos glicocorticóides.

Em seguida, mantido o estímulo, ocorreria a fase de resistência,

caracterizada pela ativação de mecanismos adaptativos. Caso a adaptação não seja

possível, instala-se a fase de exaustão, caracterizada por um esgotamento generalizado

que diminui as defesas orgânicas podendo desenvolver patologias (SELYE, 1936; 1946;

MEERSON, 1984; GRIFFIN, 1989; VAN DER KAR et al., 1991; FRANKS, 1994).

O estresse pode ser dividido em dois tipos: o negativo (distresse), e o

positivo (eustresse). O distresse pode ser definido como o estresse causado pelas

frustrações e situações diárias que fogem ao controle e são percebidas como ameaça. Os

sinais e sintomas do distresse incluem: distúrbios do sono; irritação; agressividade;

agitação; aumento da freqüência cardíaca e respiratória (MENDES, 2008).

Pesquisas de estresse em humanos reconhecem o fato de que o estresse é

uma patologia mal difundida. Recentemente, pesquisas em animais experimentais têm

ligado o estresse a variações do sistema neuroendócrino e ao comportamento

(KOOLHAS et al., 2007).

Várias técnicas podem ser utilizadas para provocar estresse em animais,

destas a imobilização é uma das mais usadas para induzir estresse em ratos (BAJKOVA,

1988; BHARIHOKE et al., 2000; ALMEIDA et al., 2000; RAI et al., 2003).

Assim sendo, é de muito interesse o conhecimento dos efeitos adversos

provocados pelo estresse, especialmente em relação ao comportamento (BELTRAME et

al., 2006).

7 COMPORTAMENTO DE AGRESSIVIDADE

Atualmente, há um aumento na prevalência de agressividade, violência e

terrorismo na sociedade humana, constituindo-se esta no principal problema social e de

saúde. Agressividade é o sintoma chave de um grande número de desordens

psiquiátricas, incluindo desordens de humor (depressão, desordens de estresse pós-

traumático) e desordens de personalidade (conduta anti-social, desordem de

personalidade) (HALLER e KRUK, 2006). O maior desafio na clínica e pré-clínica da

agressividade é identificar qual o mecanismo neural que está por trás (VEENEMA e

NEUMANN, 2007).

O cérebro do “mamífero inferior” é caracterizado pelo sistema límbico

(córtex límbico, hipocampo, hipotálamo e amígdala). Esta zona de fronteira entre o

córtex e as estruturas subcorticais configura um aparelho neuroendócrino envolvido na

regulação do comportamento de acordo com as exigências do ambiente. Na literatura,

não há homogeneidade quanto às estruturas que compõem o sistema límbico.

Entretanto, existe consenso a respeito dos componentes principais: hipotálamo,

hipocampo, córtex límbico e amígdala.

Os efeitos da estimulação da amígdala, por exemplo, causa no animal e no

homem: defecação, micção, dilatação da pupila e piloereção (GUYTON e HALL,

2002).

A relação entre a amígdala e o hipotálamo na organização neural do

comportamento agressivo, tem sido bastante investigada. Como a amígdala recebe

informações corticais através do lobo temporal, tem sido postulado que estas estruturas

funcionam como entrada para o sistema límbico, no qual um estímulo potencialmente

gerador de agressão será avaliado. Em termos neuroquímicos, a depleção de serotonina

e GABA, bem como o aumento de catecolaminas, facilita o comportamento agressivo

(KAPEZINSKI e DRACTU, 1996).

O comportamento de agressividade é comum na sociedade animal, e é

considerada essencial quando está em jogo a sobrevivência do indivíduo ou da espécie

(HALLER e KRUK, 2006).

Estudos em animais indicam que perturbações, durante período de cuidados

maternos com a ninhada, produzem impactos deletérios e persistentes no

comportamento da prole. Fatores estressantes, incluindo separação materna, produzem

no animal comportamento característico de ansiedade e de desordem afetiva. Segundo

NEWPORT et al. (2002), esses resultados são notavelmente similares aos observados

nas doenças relacionadas ao estresse em seres humanos. Crianças que sofreram estresse

durante a infância, devido a alterações no comportamento dos pais, demonstram

alterações permanentes no comportamento (TEICHER, 2000).

8 CÁDMIO E ESTRESSE OXIDATIVO

O desequilíbrio entre a produção de ERO e sua remoção pelos sistemas de

defesa antioxidantes é denominado estresse oxidativo (DRÖGE, 2002). Portanto,

estresse oxidativo seria um desequilíbrio celular no qual os oxidantes predominariam

sobre os antioxidantes, ocasionando um potencial dano oxidativo (AUGUSTO, 2006).

O estresse oxidativo é uma condição celular ou fisiológica de elevada

concentração de ERO que causa danos moleculares às estruturas celulares, com

conseqüente alteração funcional e prejuízo das funções vitais, em diversos tecidos e

órgãos, tais como músculo, fígado, tecido adiposo, vascular e cerebral. No entanto, o

efeito deletério do estresse oxidativo varia consideravelmente de um ser vivo para o

outro, de acordo com a idade, o estado fisiológico e a dieta (DRÖGE, 2002).

Um grande número de condições clínicas tem sido relacionado ao estresse

oxidativo. A geração de espécies oxidantes é a causa ou conseqüência de uma

determinada doença. Existem evidências de que, em alguns casos, as espécies reativas é

a causa primária da lesão. Em relação aos tumores, foi demonstrado que as lesões em

DNA por radicais livres são importantes na fase de iniciação da carcinogênese, embora

se considere que as espécies reativas de oxigênio possam ser importantes também na

fase de promoção tumoral (ABDALLA, 2003).

Apesar do número de estudos que sugerem danos oxidativos envolvido pelo

cádmio induzindo citotoxidade, genotoxicidade e carcinogenicidade, o mecanismo não

está totalmente elucidado. É proposto que o cádmio inicia o dano oxidativo direto de

duas formas: 1) depleção de antioxidantes tal como glutationa e proteína do grupo

sulfidril e, 2) aumento da produção de ERO (YANG et al., 1997).

As alterações induzidas por cádmio sobre a homeostase celular dos

segundos mensageiros tais como as ERO e Ca

resultando em expressão aumentada da

proto-oncogênese, pode representar um maior mecanismo epigenético para

transformação celular e geração de tumores induzidos por cádmio. Isto explica o alto

potencial carcinogênico do cádmio apesar de sua fraca força genotóxica (JOSEPH et al.,

2001).

Experimentos de Poliandri et al. (2006) demonstraram que o óxido nítrico

(um radical livre com muitas funções biológicas, exercendo tanto função citoprotetora

quanto citotóxica) protege a cadeia de elétron transporte mitocondrial por diminuir a

geração de ERO e também outras células por reduzir o estresse oxidativo gerado pelo

cádmio.

O zinco é um antioxidante que nas células diminui a formação de ERO por

interagir com elementos essenciais como o ferro e o cobre, diminuindo seu conteúdo

nos tecidos e retardando o processo oxidativo. Muitos efeitos tóxicos do cádmio

resultam da interação com elementos essenciais como o zinco, em vários estágios

(absorção, distribuição e excreção), bem como afetando a função biológica destes

elementos (JEMAI et al., 2007). Estudos destes autores observaram que o Cd diminui a

atividade de Zn/Cu-superóxido dismutase (SOD) e catalase em células vermelhas, bem

como aumentou a concentração de peróxidos lipídicos (TBARS) no plasma, sem afetar

a atividade da glutationa peroxidase. Quando o cádmio foi administrado a animais com

dieta suplementada de zinco, este protege a atividade da SOD, mas não da catalase e

diminui TBARS no plasma. Jemai e colaboradores concluíram que o Cd causou estresse

oxidativo e a suplementação pelo zinco protege desse efeito danoso.

López et al. (2006) demonstraram em cultura de neurônios corticais que o

cádmio induziu morte celular de duas formas: morte apoptótica, mediada por estresse

oxidativo, através da formação de ERO a qual poderia ser induzida por disfunção da

membrana mitocondrial e, morte necrótica, mediada por peroxidação lipídica induzida

pelo Cd, indiretamente, através de formação aumentada de ERO. Observaram ainda que

o Cd diminuiu os níveis de glutationa e induziu ativação de catalase e superóxido

dismutase nas células sobreviventes do experimento.

Muito recentemente Nzengue et al. (2008) estudando o efeito do cádmio em

uma linhagem de queratinócitos humanos observaram que o radical hidroxil é o maior

radical envolvido no estresse oxidativo gerado pelo metal e, que a glutationa possui um

papel importante na citotoxicidade do cádmio.

O sistema nervoso central, por possuir poucas defesas antioxidantes além de

ser rico em lipídeos facilmente oxidáveis e de conter alto teor de metais de transição

envolvidos na formação de radicais livres (TORRES et al., 2007), é um local que pode

ser seriamente afetado pelo cádmio. Apesar disto, poucos estudos tem relatado

toxicidade por cádmio neste tecido.

9 JUSTIFICATIVA E OBJETIVOS

Nos últimos anos exposição a metais pesados como o cádmio, devido à

poluição industrial e ambiental, tem sido reconhecida como um importante fator para o

aparecimento e o agravamento de doenças. Outros fatores, como por exemplo, o

estresse parece ser importante e também podem contribuir para agravar este problema.

Estudos recentes indicam que a exposições crônicas a baixas doses de

cádmio podem causar problemas neurocomportamentais em humanos e animais, até

mesmo quando nenhum dano renal for descoberto (VIAENE et al., 2000; LERET et al.,

2003). Recentemente, pesquisas de Leret et al. (2003) comprovaram a ação do cádmio

no sistema nervoso central, pois em estudos feitos com animais foram constatados

aumento do comportamento agressivo, hiperatividade motora e prejuízo dos

mecanismos de memória social.

Possivelmente, as conseqüências dos problemas comportamentais provocados

pelo cádmio incluindo o aumento da agressividade, podem ser mais graves se a

exposição for ainda associada ao estresse.

Considerando a ausência de estudos em longo prazo das conseqüências tóxicas

ao organismo humano, da exposição a esse agente químico simultaneamente ao estresse,

tornam-se necessários estudos para verificar possíveis efeitos de interação entre ambos.

O presente trabalho teve como objetivos:

Geral - avaliar aspectos da neurotoxicidade do cádmio em ratos estudando a

agressividade.

Específicos - avaliar, em animais expostos ao cádmio e submetidos

concomitantemente ao estresse por imobilização, os seguintes parâmetros:

- Agressividade, baseada no paradigma do animal Intruso/Residente;

- Curva de crescimento;

- Ingestão de líquido (para efetuar cálculo de dose);

- Níveis teciduais de cádmio (sangue e cérebro).

10 REFERÊNCIAS

ABDALLA, D.S.P. Radicais livres e Antioxidantes. In: OGA, S. Fundamentos de

Toxicologia. São Paulo: Atheneu, 2003. cap. 14, p. 38-55.

AGENCY FOR TOXIC SUBSTANCES AND DISEASE REGISTRY – ATSDR.

Toxicological profile for cadmium. Atlanta: ATSDR, 1997. 347 p.

ALI, M. M.; MATHUR, N.; CHANDRA, S. V. Effect of chronic cadmium exposure on

locomotor behaviour of rats. Indian Journal of Experimental Biology, v. 28, p. 653,

1990.

ALMEIDA, A.S.; KEMPINAS, W.G.; LAMANO-CARVALHO, T.L. Sexual and

fertility of male rats submitted to prolonged immobilization-induced stress. Brazilian

Journal of Medical and Biological Research, v.33, p.1105-1109, 2000.

ALLOWAY, B. J. Heavy metals in soils. New York: John Wiley & Sons, 1990. p.

339.

AUGUSTO, O. Conceito de estresse oxidativo. In: _________ Radicais livres bons,

ruins e naturais. São Paulo: Oficina de Textos, 2006. p. 60-61.

AZEVEDO, F. A; CHASIN, A. A. M. Metais: gerenciamento da toxicidade. São

Paulo: Atheneu, 2003, 554 p.

BAJKOVA, O.V. Cyto-Physiologic indicators of the status of the reproductive organs

of male rats after 7-days of immobilization stress and 7-days of hypokinesia.

Kosmicheskaia Biologiia I Aviaakosmicheskaia Meditsina, v.22, p.55-59, 1988.

BAÚ, L.M. Patologias do trabalho. In : ______ Fisioterapia do trabalho. Curitiba : Clã

dos Silva, 2002. cap.6, p. 209-218.

BELTRAME, F.L.; MESQUITA, S.F.P.; CAMARGO, I.C.C. Análise

histomorfométrica e estereológica de testículos em ratos pré-púberes submetidos ao

estresse induzido por imobilização. Revista Brasileira de Zoociências, v.8, p.139-146,

2006

BHARIHOKE, V.; GUPTA, M.; GOHIL, H. Bronchopulmonary changes after repeated

exposure to cold & restraint stress. Journal of the Anatomical Society of Índia, v.49,

p.49-51, 2000.

CADMIUM ASSOCIATION. All the information on Cadmium. Disponível em:<

http://www.cadmium.org>. Acesso em: 08 jan. 2008.

CARDOSO, L. M. N.; CHASIN, A. A. M. Ecotoxicologia do cádmio e seus

compostos. Salvador: Centro de Recursos Ambientais, 2001, v. 6, p. 121 (Cadernos de

referência Ambiental).

CETESB. Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental. Disponível em:

http://www.cetesb.sp.gov.br. Aceso em: 16 jun. 2008.

CHASIN, A.A.M.; CARDOSO, L.M.N. Cádmio. In: AZEVEDO, F.A.; CHASIN,

A.A.M. Metais: gerenciamento da toxicidade. São Paulo: Atheneu, 2003. cap.10, p.

263-298.

CHROUSOS, G.P.; GOLD, P.W. The concepts of stress and stress system disorders.

Overviewof physical and behavioral homeostasis. JAMA, v.267, p.1244–1252, 1992.

DRÖGE, W. Free radicals in the physiological control of cell function. Physiological

Reviews, v. 82, p. 47-95, 2002.

FILIPIC, M.; FATUR, T.; VUDRAG, M. Molecular mechanisms of cadmium induced

mutagenicity. Humam and Experimental Toxicology, v. 25, p. 67-77, 2006.

FRANKS, B. D. What is stress? Quest, v. 46, p. 1-7, 1994.

GALVÃO, L.A.C.; COREY, G. CÁDMIO. Série Vigilância Sanitária. México: Centro

Panamericano de Ecologia Humana y Salud, 1987.

GIAGINIS, C.; GATZIDOU, E.; TEOCHARIS, S. DNA repair systems as targets of

cadmium toxicity. Toxicology Applied Pharmacology, v.213, p.282-290, 2006.

GOERING, P.L.; WAALKES, M.P.; KLAASSEN, C.D. Toxicology of cadmium. In:

GOYER, R.A.; CHERIAN, M.G. (Eds.), handbook of experimental pharmacology:

Toxicology of metals, biochemical effects. New York: Springer-Verlag, 1994. p.189-

214.

GOODMAN & GILMAN; WILSON, J. D. As Bases farmacológicas da terapêutica.

In: __________KLAASSEN, C. D. (Eds.). Metais pesados e Antagonistas dos metais

pesados. Rio de Janeiro: Mc Graw Hill, 2001. p. 1389-1407.

GRIFFIN, J.F.T. Stress and immunity: an unifying concept. Veterinary Immunology

Immunopathology, v.20, p. 263-312, 1989.

GUYTON, A.C.; HALL, J.E. Mecanismos comportamentais e motivacionais do cérebro

– o sistema límbico e o hipotálamo. In: _________ Tratado de Fisiologia Médica. Rio

de Janeiro: Guanabara Koogan, 2002. p. 632-641.

HALLER, J,; KRUK, M.R. Normal and abnormal aggression: human disorders and

novel laboratory models. Neuroscience & Biobehavioral Reviews, v. 30, p. 292-303,

2006.

HART, R.P.; ROSE, C.S.; HAMEER, R.M. Neuropsychological effects of occupational

exposure to cadmium. Journal of Clinical and Experimental Neuropsychology, v.11,

p. 933-943, 1989.

INTERNATIONAL AGENCY FOR RSEARCH ON CANCER – IARC. Monographs

on the Evaluation of the Carcinogenic Risk of Chemicals to Man. Berylium,

Cadmium, Mercury, and Exposures in the Glass Manufacturing Industry. Lyon:

IARC, 1993. v.58, 444p.

JARUP, P.; BERGLUND, J.; ELINDER, C.G; NORDBERG, G.; VAHTER, M. Health

effects of cadmium exposure – A review of the literature and a risk estimate. Environ.

Health, v.24, p.1- 51, 1998.

JEMAI, H.; MESSAOUDIB, I.; CHAOUCHC, A; KERKENI, A. Protective effect of

zinc supplementation on blood antioxidant defense system in rats exposed to cadmium.

Journal Trace Elements Medical Biology, v.21, p. 269-273, 2007.

JOSEPH, P.; MUCHNOK, T. K.; KLISHIS, M. L.; ROBERTS, J. R.; ANTONINI, J.

M.; WHONG, W. Z.; ONG, T. M. Cadmium-induced cell transformation and

tumorigenesis are associated with transcriptional activation of c-fos, c-jun, and c-myc

Proto-Oncogenes: role of cellular calcium and reactive oxygen species. Toxicological

Sciences, v. 61, p. 295-303, 2001.

KAPEZINSKI, F.; DRACTU, L. Aspectos do funcionamento do Sistema Nervoso

Central. In: Manual de Psiquiatria. ALMEIDA, O.P.; DRACTU, L.; LARANJEIRA,

R. (Eds.) Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1996. cap.3, p.32-42.

KASPRZAK, K. S. Oxidative DNA and protein damage in metal-induced toxicity and

carcinogenesis. Free Radical Biological Medicine, v. 32, p. 958-967, 2002.

KLAASSEN, C. D. Metais pesados e antagonistas dos metais pesados. In: GOODMAN

& GILMAN. As bases farmacológicas da terapêutica. MOLINOFF, P.B. and

RUDDON, R.W. (Eds.) Rio de Janeiro: Mc Graw Hill, 2001. cap. 67, p. 1389-1407.

KOOLHAAS, J.M.; BOER, S.F.; BUWALDA, B.; REENEN, K.V. Individual variation

in coping with stress: a multidimensional approach of ultimate and proximate

mechanisms. Brain, Behavior and Evolution, v. 70, p. 218-226, 2007.

LARINI, L. Toxicologia. São Paulo: Manole, 1987. 142-143 p.

LERET, M. L.; MILLÁN, J. A. S.; ANTONIO, M. T. Perinatal exposure to lead and

cadmium affects anxiety-like behaviour. Toxicology, v. 186, p. 125-130, 2003.

LEWIS, G.P.; COUGHLIN, L.L.; JUSKO, W.L.; HARTZ, S. Contribuition of cigarret

smoking to cadmium accumulation in man. The Lancet, v.299, p.291-2, 1972 .

LÓPEZ, E.; ARCE, C.; OSET-GASQUE, M.J.; CAÑADAS, S.; GONZÁLEZ, M.P.

Cadmium induces reactive oxygen species generation and lipid peroxidation in cortical

neurons in culture. Free Radical Biology Medicine, v.40, p.940-951, 2006.

LUKAWSKI, K.; NIERADKO, B.; SIEKLUCKA-DZIUBA, M. Effects of cadmium

on memory processes in mice exposed to transient cerebral oligemia. Neurotoxicol.

Teratol., v.27, p.575-584, 2005.

MEERSON, F. Z. Adaptation, stress and prophylaxis. Metabolism Clinical North

America, v.30, p.695–728, 1984.

MENDES, R.A.; LEITE, N. Ginástica Laboral. Princípios e Aplicações práticas.

2ºed. Barueri: Manole, 2008. p.122.

NEWPORT, J.D.; STOWED, Z.N.; NEMEROF, C.B. Parental depression: animal

models of an adverse live event. Am. J. Psychiatry, v.159, p.1265-83, 2002.

NZENGUE, Y.; STEIMAN, R.; GARREL, C.; LEF`EBVRE, E.; GUIRAUD, G.

Oxidative stress and DNA damage induced by cadmium in the human keratinocyte

HaCat cell line: Role of glutathione in the resistance to cadmium. Toxicology, v.243,

p.193-206, 2008.

OGA, S. Fundamentos de Toxicologia. 2ed. São Paulo: Atheneu, 2003. p. 416.

OLIVEIRA, R. C. Avaliação do movimento de cádmio, chumbo e zinco em solo

tratado com resíduo-calcário. Lavras, 2003. 13 f. Dissertação (Mestrado em

Agronomia) – Programa de Pós-Graduação em Agronomia – PPGA, Universidade

Federal de Lavras, 2003.

POLIANDRI, A.H.B.; MACHIAVELLI, L.I.; QUINTEROS, A.F.; CABILLA, J.P.;

DUVILANSKI, B.H. Nitric oxide protects the mitochondria of anterior pituitary cells

and prevents cadmium-induced cell death by reducing oxidative stress. Free Radical

Biology Medicine, v.40, p.679-688, 2006.

RAI, J.; PANDEY, S.N.; SRIVASTAV, R.K. Effect of immobilization stress on

spermatogenesis of albino rats. Journal of the Anatomical Society of Índia, v.52,

p.55-57, 2003.

SATARUG, S.; BAKER, J. R.; URBENJAPOL, S.; HASWELL-ELKINS, M.;

REILLY, P.; WILLIAMS, D. J.; MOORE, M. R. A global perspective on cadmium

pollution and toxicity in non-ocupationally exposed population. Toxicology Letters, v.

137, p. 65-83; 2003.

SELYE, H. The general adaptive syndrome and disease of adaptation. Journal Clinical

Endocrinoloy, v.6, p.117-230, 1946.

SELYE, H. The stress of life. New York: McGraw-Hill Books Inc., 1956. 324 p.

TEICHER, M. H. Wounds that time won’t heal: the neurobiology of child abuse.

Cerebrum, v. 2, p. 50-67, 2000.

TORRES, L. H. L.; MOREIRA, W. L.; ANNONI, R.; MAUAD, T.; MARCOURAKIS,

T. Efeitos da inalação da fumaça do cigarro sobre o estresse oxidativo no Sistema

Nervoso Central (SNC) de camundongos jovens. Revista Brasileira de Toxicologia.

São Paulo: XV Congresso Brasileiro de Toxicologia, v. 20, n.3, p. 318. nov. 2007.

VALKO, M.; RHODES, C. J.; MONCOL, J.; IZAKOVIC, M.; MAZUR, M. Free

radicals, metals and antioxidants in oxidative stress-induced cancer. Chemico-

Biological Interactions, v. 160, p.1-40, 2006.

VAN DE KAR, L. D.; RICHARDSON-MORTON, K. D.; RITTENHOUSE, P. A.

Stress: neuroendocrine and pharmacological mechanisms. Methods Archives

Experiment Pathology, v.14, p. 133-173, 1991.

VAZ, A. J.; LIMA, I. V. Imunotoxicologia dos Metais. In: AZEVEDO, F.A.;

CHASIN, A.A.M. Metais: gerenciamento da toxicidade. São Paulo: Atheneu, 2003.

cap. 13, p. 407.

VEENEMA, A.H.; NEUMANN, I.D. Neurobiological mechanisms of aggression and

stress coping: a comparative study in mouse and rat selection lines. Brain, Behavior

and Evolution, v. 70, p. 274-285, 2007.

VIAENE, M. K.; MASSACHELEIN, R.; LEENDERS, L.; DE GROOF, M.; SWERTS,

L. J.; ROELS, H. A. Neurobehavioural effects of occupational exposure to cadmium: a

cross sectional epidemiological study. Occupational Environmental Medicine, v. 57,

p. 19-27, 2000.

WAALKES, M.P.; WAHBA, Z.Z.; RODRIGUEZ, R.E. Cadmiun. In: Hazardous

Materials Toxicology – Clinical Principles of Environmental Health. Sullivan, Jr,

J.B.; Krieger, G.R. (Eds.). Baltmore. Willians & Wilkins, 845-852, 1992.

WAALKES, M. P. Metal carcinogenesis. In: SARKAR, B. (Ed.). Handbook of heavy

metals in the environment. New York: Marcel Dekker, 2002. p. 121-146.

WAALKES, M. P. Cadmium carcinogenesis. Review. Mutation Research, v. 533, p.

107-120, 2003.

WORLD HEALTH ORGANIZATION-WHO. Cadmium. Geneva: WHO, 1992.

(Environmental Health Criteria, 134).

YANG, C. F.; SHEN, H. M.; SHEN, Y.; ZHUANG, Z. X.; ONG, C. N. Cadmium-

induced oxidative cellular damage in human fetal lung fibroblasts (MRC-5 cells).

Environmental Health Perspectives, v.105, p.712-716, 1997.

CAPÍTULO II – ARTIGO

Este artigo está escrito segundo as normas do periódico Life Sciences, ao qual será

submetido para publicação.

Immobilization stress enhance aggression in cadmium exposed rats.

Simone Galbiati Terçariol

; José Ricardo de Arruda Miranda²; Antônio Francisco

Godinho

Universidade Estadual Paulista – UNESP, Campus Botucatu/ Instituto de Biociências/

Centro de Assistência Toxicológica (CEATOX), CEP 18618-000, Distrito de Rubião

Júnior, s/n, Botucatu – SP.

Universidade Estadual Paulista – UNESP, Campus Botucatu/ Instituto de Biociências/

Departamento de Física e Biofísica, CEP 18618-000, Distrito de Rubião Júnior, s/n,

Botucatu – SP.

Enviar correspondência para: Dr. Antônio Francisco Godinho, Universidade Estadual

Paulista – UNESP, Campus Botucatu/ Instituto de Biociências/ Centro de Assistência

Toxicológica (CEATOX), CEP 18618-000, Distrito de Rubião Júnior, s/n, Botucatu –

SP. telefone/fax: +55 14 38154340, E-mail: [email protected]

Resumo

O objetivo do presente trabalho foi avaliar a agressividade de ratos expostos

concomitantemente ao cádmio (Cd) e ao estresse por imobilização (EI). Ratos Wistar,

machos, provenientes do Biotério Central da Unesp, foram divididos em 2 grupos

experimentais: A- animais intrusos (sem tratamento) e B- animais residentes, os quais

receberam um dos seguintes tratamentos: acetato de sódio (controle); acetato de cádmio

(solução a 50 ppm de Cd na água de beber); submetidos ao estresse por imobilização

(30 minutos, 3 vezes ao dia, 5 dias por semana, durante 4 semanas); expostos ao Cd e

concomitantemente submetidos ao estresse por imobilização. O comportamento de

agressividade dos animais residentes foi avaliado ao final da última semana do

experimento, baseando-se no paradigma do animal intruso/residente, segundo os

seguintes parâmetros: número total de ataques (NTA), tempo de latência para a 1º

mordida (TLM), tempo total de manifestações de ataques (TTMA) e escore de agressão

composta (EAC). Após a avaliação do comportamento de agressividade, o sangue e o

cérebro dos animais foram coletados para dosagem de Cd por espectrometria de

absorção atômica. O nível de cádmio no sangue não se alterou, mas no cérebro foi

aumentado. Observou-se que exposição ao Cd ou estresse por imobilização sozinhos,

não modificaram o NTA, TLM, TTMA ou EAC, porém, exposição ao Cd e EI

concomitantemente aumentou significantemente o NTA, TTMA e o EAC. Esses

resultados sugerem que exposição dos ratos à baixa dose de Cd associado ao estresse

por imobilização pode causar interação e provocar aumento da agressividade dos

animais. Um possível papel da serotonina (5-HT) e nível aumentado de cádmio no

cérebro, como mecanismos responsáveis pela agressividade anormal observada, é

discutido.

Palavras-Chave: Agressividade; Cádmio; Estresse; Neurocomportamento; Rato.

Abstract

The aim of this study was to assess the aggressiveness in rats concomitantly exposed to

cadmium (Cd) and stress by immobilization (EI). Male Wistar rats, 70 days old, from

the Biotério Central – UNESP, Botucatu - SP, were allocated into 2 experimental

groups: A-intruder animals (without treatment) and B-resident animals, which received

one of the following treatments: sodium acetate (control); Cadmium acetate (50 ppm Cd

in drinking water); stress by immobilization (30 min, three times per day, five days per

week, during four weeks); Cd exposure and concomitant stress by immobilization. The

aggressive behavior of resident rats was evaluated at the end of the last experimental

week based on the intruder/resident animal paradigm, according to the following

parameters: total number of attacks (TNA), latent time for the first bite (LTB), total

time of attack manifestations (TTAM), and composed aggression score (CAS). After

aggressive behavior assessement, blood and brains were collected to determine Cd

through atomic absorption spectrometry. Cd level was not altered in the blood but

increased in the brain. Cd exposure or EI, alone, did not modify TNA, LTB, TTAM or

CAS but Cd exposure and EI, concomitantly, increased significantly TNA, TTAM and

CAS. These results suggest that rat exposure to low Cd level associated with stress by

immobilization may lead to interaction with consequent increased animal

aggressiveness. A possible paper of serotonin (5-HT) and increased brain Cd levels as

responsible mechanisms by the observed abnormal aggressiveness is discussed.

Keywords: Aggressiveness; Cadmium; Stress; Neurobehavior; Rat.

Introdução

Cádmio é um metal tóxico que vem recebendo atenção aumentada pelos cientistas

interessados em delinear os riscos de saúde associados com riscos ambientais. Em

adição aos problemas documentados no setor industrial (Winter, 1982), a toxicidade ao

cádmio é um assunto importante para a sub-população de usuários do tabaco que inclui

milhões de pessoas por todo o mundo. Cádmio se acumula nas folhas de tabaco e

mesmo fumando um único cigarro diário o indivíduo pode incrementar sua carga

corporal do toxicante (Klaassen, 1990; Yve, 1992; Kalcher et al., 1993).

Dado que a meia vida biológica do Cd é medida em décadas nos sistemas dos

mamíferos (Klaassen, 1990; Winter, 1982), uma extensiva agenda de pesquisa

focalizando-se sobre o potencial de perigo deste contaminante xenobiótico parece ser

justificada.

Cádmio é tóxico para vários órgãos; após exposição aguda, produz apoptose e necrose

em fígado (Dudley et al., 1982: Habeebu et al., 1998), edema nos pulmões (Bus et al.,

1978) e necrose hemorrágica nos testículos (Chiquoine and Suntzeff, 1965). Exposição

crônica ao Cd prejudica primariamente os rins (Kotsonis and Klaassen, 1978), mas é

também tóxico ao fígado (Habeebu et al., 2000a), ossos (Habeebu et al., 2000b) e

sistema hematopoiético (Liu et al., 1999). Cádmio também é teratogênico (Holt and

Werb, 1987; Nayak et al., 1989) e carcinogênico (Waalkes, 2000).

Menos satisfatoriamente descritos são os efeitos neurotóxicos do Cd (Cary et al., 1997).

Dos riscos associados com exposição ao cádmio, desordens do sistema nervoso central

(SNC) têm sido relatadas no caso da doença Itai-Itai e em vários estudos clínicos sobre

crianças e trabalhadores expostos ocupacionalmente (Shukla and Singhal, 1984).

Sintomas de efeitos sobre o SNC tais como dores de cabeça e vertigens têm sido

observados também em trabalhadores expostos ao Cd (Shukla and Singhal, 1984).

Exposição crônica ao Cd em humanos tem sido relacionada a anosmia (Friberg, 1950;

Kilburn and McKinley, 1996), prejuízos ao sistema nervoso autonômico (Bjorklund et

al., 1981) e neuropatia periférica (Sato et al., 1978; Blum, et al., 1989; Viaene et al.,

1999), incluindo perda da percepção de vibração, temperatura e da discriminação ao

toque de uma agulha afiada-rombuda.

Vários estudos têm demonstrado uma correlação negativa entre níveis de cádmio em

cabelos, inteligência e o desempenho escolar de crianças (Pihl and Parkes, 1977;

Marlowe et al., 1983). Além disso, exposição ocupacional ao cádmio em adultos e

exposição iatrogênica em crianças levam a efeitos neurocomportamentais (Gilberg et

al., 1982), incluindo diminuição da capacidade de cognição (atenção e memória) e

função psicomotora (Hart et al., 1989), da velocidade visualmotora e habilidade de

concentração, e tempo de reação aumentado (Viaene et al., 2000).

Em estudos com animais, formas de comportamento anormal foram observadas em

peixes expostos ao Cd através da água (Cearley and Coleman, 1974). Interessantemente,

a via de exposição ao Cd na população em geral é por ingestão de água e alimentos

contaminados. Pfisher et al. (1978), relataram que o comportamento de ratos é alterado

por uma única injeção intraperitoneal de cádmio, porém não encontraram nenhuma

alteração comportamental em ratos expostos cronicamente por 3-12 meses. Exposição

crônica ao cádmio causou alterações comportamentais em ratos recém–nascidos

expostos perinatalmente (Baranski, 1984; Ali et al., 1986; 1990), em ratos juvenis

(Holloway and Thor, 1988) e em ratos adultos (Arito et al., 1981; Nagymajtenyi et al.,

1997), incluindo o comportamento de agressividade.

Entre os efeitos de neurotoxicidade provocados pelo Cd, um ainda bem pouco estudado

é o de aumentar a agressividade. Porém, poucos estudos em animais têm sido feito neste

sentido e quase nada ainda foi descoberto em humanos expostos de modo acidental ou

ocupacional (Viaene, et al., 2000).

Além da exposição a fatores ambientais químicos como o cádmio, o estilo moderno de

vida atual da população em geral faz com que os indivíduos estejam sujeitos a grande

número de outros fatores, como por exemplo, os sócio-econômicos os quais são

geradores de estresse. O estresse geralmente é acompanhado de alterações

neuroendócrinas as quais podem contribuir para o aumento da ansiedade e da

agressividade humana em geral (Veenema and Neumann, 2007).

Neste trabalho foi avaliada a agressividade de ratos expostos concomitantemente ao

cádmio e ao estresse por imobilização, utilizando-se o paradigma do animal

residente/intruso.

Materiais e métodos

Animais

Foram utilizados 64 ratos Wistar, machos, 70 dias de idade, provenientes do

Biotério Central da UNESP, Campus de Botucatu, mantidos sob condições controladas

de temperatura (22 ± 2

C), umidade relativa (55 ± 10%), ciclo de luz de 12 horas

claro/escuro, exaustão contínua, recebendo água e ração ad libitum. Todos os

procedimentos foram seguidos de acordo com as normas institucionais para animais de

experimentação.

Protocolo Experimental

Os animais foram distribuídos em dois grupos experimentais: um grupo de animais

denominados intrusos (N=32) e outro de residentes (N=32). Os animais intrusos foram

mantidos agrupados, no máximo quatro animais por gaiola. Os animais residentes foram

mantidos individualizados (um animal por gaiola) e divididos aleatoriamente em quatro

grupos:

a) Grupo controle (N = 8): animais que receberam acetato de sódio na mesma

concentração molar que o acetato de cádmio;

b) Grupo cádmio (N = 8): animais que receberam acetato de cádmio, solução a 50 ppm

de cádmio, pela água de beber;

c) Grupo submetido ao estresse por imobilização (N = 8): animais que foram colocados

em caixas acrílicas medindo 21 x 7,5 x 6,5 cm, por de meia hora, três vezes ao dia, com

um intervalo de no mínimo 3 horas, 5 dias por semana, durante 4 semanas;

d) Grupo cádmio mais estresse por imobilização (N = 8): animais que foram expostos

ao cádmio e simultaneamente submetidos ao estresse por imobilização.

Avaliação do comportamento de agressividade

Este teste comportamental foi descrito por Long et al. (1996) para se avaliar o

comportamento agressivo em ratos expostos a agentes químicos e é baseado no

paradigma do animal intruso/residente. Este método permite a observação da interação

social e do comportamento ofensivo do animal residente, bem como os elementos

defensivos por parte do intruso refletindo a agressão intra-específica (Koolhaas and

Bohus, 1991). O paradigma intruso/residente é um bom teste preditivo para validar a

agressão humana (Oliver and Young, 2002). Este modelo tem a vantagem de detectar

agressividade moderada envolvendo injúria mínima ao animal. Para o desenvolvimento

do teste, os animais residentes foram colocados individualmente nas gaiolas e assim

permaneceram por todo o período de tratamento e avaliações. Os animais intrusos

foram colocados naturalmente agrupados nas gaiolas, não recebendo nenhum

tratamento; foram utilizados uma única vez ao dia para os testes e nunca voltaram ao

mesmo animal residente. O período de isolamento dos residentes e duração dos

experimentos foi de 4 semanas. Neste período, as gaiolas dos animais residentes não

foram lavadas nem trocadas e, na última semana de experimento, a forração da gaiola

não foi trocada. Para a avaliação da agressividade, um animal intruso foi colocado na

gaiola de um residente e durante 15 minutos foram observados: tempo de latência para a

primeira mordida, número total de ataques, tempo total de manifestações de ataque

(compreendendo desde a piloereção, explosões de mordida, ameaças laterais e limpeza

mais intensa). Um escore de agressão composta foi construído a partir de: NTA + 0,2 x

TLM + 0,2 x TTMA. Durante o teste, o encontro entre os pares de animais foi filmado

para posterior avaliação.

Curva de crescimento

O ganho de peso corporal dos animais foi avaliado através de pesagem semanal (em dia

prefixado - último dia da semana) durante o período de tratamento.

Ingestão de líquido

Para permitir o cálculo da dosagem de Cd recebida por cada animal, foi medido uma

vez por semana o volume de líquido ingerido pelos animais durante um período de 24

horas (solução de acetato de sódio ou de cádmio), em dia pré-fixado (último dia de cada

semana, concomitantemente com pesagem dos animais).

Dosagem tecidual do cádmio

Após a avaliação comportamental, 5 animais residentes pertencentes a cada grupo de

tratamento foram anestesiados com pentobarbital sódico para a coleta de sangue por

punção cardíaca e em seguida eutanasiados em guilhotina. O cérebro total foi retirado,

pesado e utilizado para a dosagem de cádmio tecidual. A dosagem de cádmio foi feita

utilizando-se espectrometria de absorção atômica, através de espectrofotômetro E.A.A.

– GBC 932 AA (Athanasopoulos, 1994).

Drogas

Acetato de sódio (Synth) e acetato de cádmio (Synth).

Análise estatística dos resultados

Os resultados experimentais obtidos em cada grupo de tratamento foram comparados

utilizando teste t de Student’s e análise de variância (ANOVA). Resultados foram

considerados significantes ao nível de 5% (p<0,05) (Snedecor and Cochram, 1980).

Resultados

Concentração tecidual de cádmio no sangue e cérebro.

Na Tabela 1 pode-se observar que não houve variação nos níveis sanguíneos de cádmio

entre os grupos Cd e Cd+EI, porém, a concentração de cádmio no cérebro dos animais

expostos simultaneamente ao Cd e ao EI foi significantemente maior que a dos animais

expostos somente ao Cd (p<0,021), sugerindo que o estresse por imobilização pode ter

alterado a cinética do metal pelo organismo dos animais favorecendo um acúmulo no

cérebro.

Volume de líquido ingerido

Figura 1 mostra o volume de líquido ingerido (solução de acetato de sódio ou de

cádmio) pelos animais, durante um período de 24 horas, medido uma vez por semana.

Observa-se que houve uma diminuição significativa do volume de líquido ingerido, pelo

grupo Cd (p<0,05), na 4ª semana e pelo grupo EI (p<0,01), na 3ª semana, em relação ao

grupo Ct. Com relação aos animais do grupo Cd+EI, a figura 1 mostra que houve uma

diminuição significativa, do volume de líquido ingerido em todas as quatro semanas do

experimento, em relação ao grupo Ct (p<0,05 na 1ª., 2ª. e 4ª. semanas e p<0,001 na 3ª.

semana) e na primeira semana, em relação ao grupo Cd (p<0,05). Estes resultados

parecem reforçar a sugestão de que o estresse por imobilização pode ter alterado a

cinética do cádmio no organismo dos ratos favorecendo um acúmulo no cérebro, uma

vez que, mesmo ingerindo uma quantidade menor de solução contendo Cd, os animais

apresentaram maior quantidade do metal no tecido cerebral (tabela 1).

Dose média calculada de cádmio recebida pelos animais

A dose média de Cd, recebida pelos animais dos grupos Cd e Cd+EI é mostrada na

figura 2. Observa-se que a dose média de Cd recebida pelos animais do grupo exposto

simultaneamente ao Cd e ao EI foi menor que a recebida pelo grupo de animais

expostos somente ao Cd (p<0,077).

Efeitos do cádmio sobre o NTA

Os efeitos do Cd, EI e Cd+EI sobre o número total de ataques estão apresentados na

tabela 2. Cádmio ou EI sozinhos não modificaram significativamente o NTA; Cd+EI

causou um aumento estatisticamente significante do NTA, em relação ao controle

(p<0,05) e também em relação ao (p<0,05) Cd e ao EI sozinhos.

Efeitos do cádmio sobre o TLM

Na tabela 2 observa-se que Cd, EI e Cd+EI não modificaram significativamente o

tempo de latência para a 1

mordida em relação ao grupo de animais que receberam

solução de acetato de sódio.

Efeitos do cádmio sobre o TTMA

Os efeitos do Cd, EI e Cd+EI sobre o tempo total de manifestações de ataques são

apresentados na tabela 2. Observa-se que cádmio ou estresse por imobilização sozinhos

não modificaram o TTMA; Cd+EI causou um aumento estatisticamente significante do

TTMA em relação ao controle (p<0,05) e também em relação ao EI (p<0,05) sozinhos.

Efeitos do cádmio sobre o EAC

Os efeitos do Cd, EI e Cd+EI sobre o escore de agressão composta são apresentados na

tabela 2. Observa-se que cádmio ou estresse por imobilização sozinhos não modificaram

o EAC; animais expostos simultaneamente ao Cd e ao EI tiveram um aumento

significativo do EAC em relação ao grupo de animais controle (p<0,05) e também em

relação ao grupo recebendo EI (p<0,05).

Curva de crescimento

Durante o experimento, os animais de todo os grupos (Ct, Cd, EI e Cd+EI), não

apresentaram variações no ganho de peso corporal (dados não mostrados).

Discussão

O presente estudo examinou o comportamento agressivo de ratos submetidos

concomitantemente ao estresse por imobilização e exposição ao cádmio.

Efeitos neurocomportamentais por metais pesados têm sido mostrados em humanos

expostos e em animais experimentais e, durante o passar de vários anos, tem havido um

renovado interesse pelos mecanismos através dos quais estes agentes desorganizam a

função cerebral.

O comportamento de agressividade por si só nunca tem sido considerado como algo

anormal na sociedade animal, uma vez que este comportamento está ligado ao

desenvolvimento e à sobrevivência do indivíduo e da espécie (Haller and Kruk, 2006).

Em humanos, a maioria dos problemas ocorre quando a agressividade está associada a

desordens psicológicas (Moran, 1999; Ohayon and Shapiro, 2000). Além disso, povos

sofrendo de diferentes desordens se tornam agressivos de diferentes maneiras e, por

isso, os estudos experimentais sobre agressividade anormal deveriam ser baseados em

dois passos principais: (1) mimetizar as condições humanas que estão associadas com

formas anormais de comportamentos agressivos e, (2) estudar os aspectos anormais da

resposta comportamental e os mecanismos envolvidos (Haller and Kruk, 2006).

Um bem estabelecido e etiologicamente válido modelo de agressão ofensiva usado

rotineiramente para testar o comportamento agressivo em ratos é o paradigma do animal

intruso/residente (Oliver and Young, 2002). Sob este paradigma, o presente trabalho

apresenta evidências de que baixa dose de cádmio ingerido cronicamente por ratos

através da água de beber não tem influência sobre o nível de agressividade animal.

Embora alguns trabalhos existentes apontem o cádmio como um agente capaz de

provocar agressividade anormal, os dados ainda são insuficientes e os mecanismos

permanecem não identificados. Arito et al. (1981) encontraram aumento do

comportamento agressivo de ratos pela administração repetida de cádmio; Baranski

(1984), Holloway and Thor, (1988) e Leret (2003) observaram agressividade em ratos

juvenis; Desi et al. (1998) observaram agressividade em ratos em desenvolvimento.

Um circuito neural composto de várias regiões do córtex pré-frontal, amígdala,

hipocampo, área pré-óptica medial, hipotálamo, córtex anterior cingulado, córtex

insular, estriado ventral e outras estruturas interconectadas parecem ser implicadas na

regulação da emoção (Davidson, 2000). Recentemente, estudos farmacológicos e

genéticos têm expandido dramaticamente a lista de neurotransmissores, hormônios,

citocinas, enzimas, fatores de crescimento, e moléculas sinalizantes que influenciam a

agressão. Apesar desta expansão, serotonina (5-HT) permanece como o determinante

primário na agressão entre machos enquanto que as outras moléculas parecem agir

indiretamente através desta via (Nelson and Chiavegatto, 2001).

Toxicantes ambientais como metais pesados podem interagir organicamente, afetando

negativamente a molécula sinalizante 5-HT (Leret et al., 2003). Considerando que

ligeiras modulações dos níveis, turnover ou metabolismo de 5-HT, ou na ativação,

densidade e afinidade de ligação ao receptor pode, por sua vez, afetar a agressividade

por diferentes formas (Kruk, 1991), este poderia ser um mecanismo molecular através

do qual o Cd influenciaria o comportamento de agressividade. Uma explicação para o

fato do cádmio sozinho não ter modificado a agressividade dos animais no presente

experimento, seria que como somente cerca de 5% do Cd ingerido é absorvido por via

gastrintestinal (Waalkes et al., 1992), talvez o baixíssimo nível de dose de Cd recebido

pelos ratos tenha sido insuficiente para alterar os mecanismos neurofisiológicos

controladores da 5-HT.

Chiavegatto et al. (2001) ainda propõem uma ligação entre a molécula sinalizante óxido

nítrico (NO) e a função da 5-HT em áreas cerebrais relacionadas à agressão, de tal

forma que um aumento do NO diminuiria os níveis de 5-HT e aumentaria a agressão.

Não é possível afirmar com certeza que nossos resultados mostrando nenhum efeito do

cádmio sozinho sobre a agressividade poderiam contrariar esta hipótese uma vez que o

Cd, além de inibir enzimas responsáveis pela detoxificação de radicais livres (Jemai et

al., 2007.), está implicado na geração de ERO incluindo o óxido nítrico (Galan et

al.,2001; Lopez et al., 2006).

Adicionalmente, um número de estudos recentes, direcionados para alterações

específicas quanto ao local ou quanto à atividade do receptor envolvido, lançam dúvida

sobre o efeito regulatório inibitório da 5-HT sobre a agressão (de Almeida et al., 2005;

de Boer and Koolhaas, 2005; Summers and Winberg, 2006; Veenema and Neumann,

2007). Isto sugere que ainda existe conflito entre os resultados que procuram explicar os

mecanismos neurais envolvidos na agressão anormal.

De acordo com Koolhaas et al., 2007 os sinais e sintomas do estresse incluem distúrbios

do sono, irritação, aumento da freqüência cardíaca e respiratória, agitação e

agressividade. Em humanos, o estresse também provoca ansiedade a qual está associada

às pessoas com desordens de personalidade agressiva anti-social (Sareen et al., 2004).

Em nossos experimentos, animais recebendo apenas estresse por imobilização não

tiveram agressividade aumentada, sugerindo uma ineficácia do estresse em provocar

agressividade anormal. Por outro lado, animais recebendo Cd cronicamente e que foram

expostos ao EI, tiveram um aumentado nível de agressividade. Como é sabido que o Cd

afeta negativamente a molécula da 5-HT (Leret et al, 2003) e o estresse reduz

fortemente o turnover de 5-HT na região do hipocampo e córtex dorsal de ratos

(Konstandi et al., 2000), ambos podendo levar ao aumento da agressão, os resultados

obtidos no presente experimento com exposição simultânea ao Cd e ao estresse por

imobilização, sugerem ocorrência de efeito aditivo dos dois tratamentos, levando à

expressão de agressividade anormal nos animais. Estes achados por sua vez reforçam a

hipótese serotoninérgica na agressividade anormal, defendida por Nelson e Chiavegatto

(2001).

Uma das manifestações neuroendócrinas do estresse é o aumento do nível de

glicocorticóides o qual parece favorecer a agressão normal. Entretanto, já foi

demonstrada uma consistente associação entre agressividade e baixo nível plasmático de

glicocorticóides em crianças com desordens de conduta (Haller and Kruk, 2006) e

também várias formas de agressão violenta exibidas por ratos deficientes em

glicocorticoides (Halasz et al., 2002). Adicionalmente, estresse repetido ou crônico

aplicado durante a puberdade acelerou a progressão do desenvolvimento de

comportamento agressivo em hamsters machos (Delville et al., 2003) acompanhada de

alterações neuroendócrinas em regiões cerebrais semelhantes à amígdala medial, que

são ativas em ambos, estresse e agressão (Wommack et al., 2004).

Nossos resultados mostrando que o cérebro dos animais recebendo cádmio e submetidos

ao EI contêm mais Cd que o dos animais que foram expostos somente ao cádmio,

reforçam achados prévios (Clark et al., 1985; Murphy, 1997; Viaene et al., 2000)

sugerindo que na exposição crônica o Cd é capaz de provocar alterações na barreira

hemato-cerebral e se acumular no cérebro. Neste mesmo sentido, dados de Esposito et

al., (2001) demonstraram que uma ativação dos mastócitos do cérebro devido ao

estresse aumenta a permeabilidade da barreira hemato-cerebral.

Como no presente experimento, nos animais expostos simultaneamente ao Cd e ao EI o

estresse pode ter favorecido de um modo importante a toxocinética do metal,

provocando distribuição e acumulação característica, um aumento da concentração do

Cd em áreas importantes facilitadoras da agressão poderia ser o responsável pelo efeito

de interação observado, com conseqüente aumento do comportamento de agressividade.

Em conclusão, baixa dose de cádmio oral ou estresse por imobilização sozinhos não

alteram a agressividade em ratos, mas quando associados podem provocar

agressividade aumentada. Este efeito aditivo pode ser provocado pelo aumento dos

níveis de Cd no cérebro e estar relacionado com modificações do turnover da 5-HT ou

de sua ação em receptores cerebrais específicos.

A extrapolação destes dados para o homem deve suscitar importantes questões para o

tratamento psiquiátrico, das desordens caracterizadas pelo comportamento agressivo e

impulsivo, as quais podem estar associadas a doenças, fatores ambientais e as várias

formas de estresse a que os indivíduos estão submetidos.

Agradecimento

Os autores agradecem ao Dr. Alaor Aparecido Almeida do Centro de Assistência

Toxicológica (CEATOX) pelas dosagens de cádmio.

Referências

Ali, M. M.; Mathur, N.; Chandra, S. V., 1986. Developmental and long-term

neurobehavioral toxicity of low levels in uterus cadmium exposure in rats.

Neurobehavior Toxicology Teratology 8, 463-468.

Ali, M. M.; Mathur, N.; Chandra, S. V., 1990. Effect of chronic cadmium exposure on

locomotor behaviour of rats. Indian Journal of Experimental Biology 28, 653.

Arito, H.; Sudo, A.; Suzuki, Y., 1981. Aggressive behavior of the rat induced by

repeated administration of cadmium. Toxicology Letters 7, 457-461.

Athanasopoulos, N., 1994. Flame methods: Manual GBC for atomic absortion. Victoria,

Australia, 1-11.

Baranski, B., 1984. Behavioural alterations in offsping of female rats repeatedly

exposed to cadmium oxide by inhalation. Toxicology Letters 22, 53-61.

Bjorklund, H.; Hoffer, B.; Olson, L.; Seiger, A., 1981. Differential morphological

changes in sympathetic nerve fibers elicited by lead, cadmium, and mercury.

Environmental Research 26, 69-80.

Blum, L.W.; Mandel, S.; Duckett, S., 1989. Peripheral neuropathy and cadmium

toxicity. Pa. Medicine 92, 54-56.

Bus, J.S.; Vinegar, A.; Brooks, S.M., 1978. Biochemical and physiologic changes in

lungs of rats exposed to a cadmium chloride aerosol. American Review Respiratory

Disease 118, 573-580.

Cary, R., Clarke, S., Delic, J., 1997. Effects of combined exposure to noise and toxic

substances – Critical review of the literature. The Annals of Occupational Hygiene 41,

455-465.

Cearley, J.E.; Coleman, R.L., 1974. Cadmium toxicity and bioconcentration in large

month bass an bluegill. Bulletin Environmental Toxicology 11, 146-151.

Chiavegatto, S.; Dawson, V.L.; Mamounas, L.A.; Koliatsos, V.E.; Dawson, T.M.;

Nelson, R.J., 2001. Brain serotonin dysfunction accounts for aggression in male mice

lacking neuronal niric oxide synthase. PNAS 98, 1277-1281.

Chiquoine, A.D.; Suntzeff, V., 1965. Sensitivty of mammals to cadmium necrosis of

the testis. Journal of Reproduction Fertilization 10, 455-457.

Clark, D.E.; Nation, J.R.; Bourgeois, A.J., 1985. The regional distribuition of cadmium

in the brains of orally exposed adult rats. Neurotoxicology 6, 109-114.

Davidson, R.J., 2000. Dysfunction in the neural circuitry of emotion regulation a

possible prelude to violence. Science 289, 591-594.

De Almeida, R.M.; Ferrari, P.F.; Parmigiani, S.; Miczek, K.A., 2005. Escalated

aggressive behavior: dopamine, serotonin and GABA. European Journal Pharmacology

526, 51-64.

De Boer, S.F.; Koolhaas, J.M., 2005. 5-HT

and 5-HT

receptor agonists and

aggression: a pharmacological challenge of the serotonin deficiency hypothesis.

European Journal Pharmacology 526, 125-139.

Delville, Y.; David, J.T.; Taravosh-Lahn, K.; Wommack, J.C., 2003. Stress and the

development of agonistic behavior in golden hamsters. Hormonal Behavior 44, 263-

270.

Desi, I.; Nagyrnajtenyi, L.; Schulz, H., 1998. Behavioural and neurotoxicological

changes caused by cadmium treatment of rats during development. Journal of Applied

Toxicology 18, 63-70.

Dudley, R.E.; Svoboda, D.L.; Klaassen, C.D., 1982. Acute exposure to cadmium causes

severe liver injury in rats. Toxicology Applied Pharmacology 65, 302-312.

Esposito, P.; Gheorghe, D.; Kandere, K.; Pang, X.; Connolly, R.; Jacobson, S.;

Theoharides, T.C., 2001. Acute stress increase permeability of the blood-brain-barrier

through activation of brain mast cells. Brain Research 888, 117-127.

Friberg, L., 1950. Health hazards in the manufacture of accumulators with special

reference to chronic cadmium poisoning. Acta Medicine Scandinavica Supplement 138,

240.

Galan, A.; Garcia-Bermejo, L.; Troyano, A.; Vilaboa, N.E.; Fernandez, C.; de Blas E.;

Aller, P., 2001. The role of intracellular oxidation in death induction (apoptosis and

necrosis) in human promonocytic cells treated with stress inducers (cadmium, heat, X-

rays). European Journal of Cell Biology, v.80, p.312-320.

Gilberg, C.; Noren, J.G.; Wahlstrom, J.; Rasmussen, P., 1982. Heavy metals and

neuropsychiatric disorders in six-year-old children. Aspects of dental lead and

cadmium. Acta Paedopsychiatric 48, 253-263.

Habeebu, S.S.; Liu, J.; Klaassen, C.D., 1998. Cadmium-induced apoptosis in mouse

liver. Toxicology Applied Pharmacology 149, 203-209.

Habeebu, S.S.; Liu, J.; Liu, Y.; Klaassen, C.D., 2000a. Metallothionein-null mice are

more sensitive than wild-type mice to liver injury induced by repeated exposure to

cadmium. Toxicology Sciences 55, 223-232.

Habeebu, S.S.; Liu, J.; Liu, Y.; Klaassen, C.D., 2000b. Metallothionein-null mice are

more susceptible than wild-type mice to chronic CdCl2 – induced bone injury.

Toxicology Sciences 56, 211-219.

Halasz, J.; Liposits, Z.; Kruk, M.R.; Haller, J., 2002. Neural background of

glucocorticoid dysfunction-induced abnormal aggression in rats: involvement of far-

and stress-related structures. European Journal of Neurosciences 15, 561-569.

Haller, J.; Kruk, M.R., 2006. Normal and abnormal aggression: human disorders and

novel laboratory models. Neuroscience & Biobehavioral Reviews 30, 292-303.

Hart, R.P.; Rose, C.S.; Hameer, R.M., 1989. Neuropsychological effects of occupational

exposure to cadmium. Journal of Clinical and Experimental Neuropsychology 11, 933-

943.

Holloway, W.R.; Thor, D.H., 1988. Cadmium exposure in infancy affects activity and

social behaviour of juvenile rats. Neurotoxicology Teratology 10, 135-142.

Holt, D.; Werb, M., 1987. Teratogenicity of ionic cadmium in the wistar rat. Archive

Toxicology 59, 443-447.

Jemai, H.; Messaoudib, I.; Chaouchc, A; Kerkeni, A., 2007. Protective effect of zinc

supplementation on blood antioxidant defense system in rats exposed to cadmium.

Journal Trace Elements Medical Biology 21, 269-273.

Kalcher, K.; Kern, W.; Pietsch, R., 1993. Cadmium and lead in the smoke of a filter

cigarette. Science Total Environmental 128, 21-35.

Kilburn, K.H.; McKinley, K.L., 1996. Persistent neurotoxicity from a battery fire: Is a

cadmium the culprit? Journal Southern Medicine 89, 693-698.

Klaassen, C.D., 1990. Heavy metals and heavy metal antagonists. In: Goodman, A.

(Eds.), The pharmacology basis of therapeutics. Elms-ford: New York/Pergamon,

1592-1614.

Konstandi, M.; Johnson, E.; Lang, M.A.; Malamas, M.; Marselos, M., 2000.

Noradrenaline, dopamine, serotonin: different effects of psychological stress on brain

biogenic amines in mice and rats. Pharmacological Research 41 (3), 341-346.

Koolhaas, J.M.; Boer, S.F.; Buwalda, B.; Reenen, K.V., 2007. Individual variation in

coping with stress: a multidimensional approach of ultimate and proximate mechanisms.

Brain, Behavior and Evolution 70, 218-226.

Koolhaas, J.M., Bohus, B., 1991. Animal models of human aggression. In: Animal

models in Psychiatry II, Alan A. Boulton, et al. (Eds.), p.249-271, Humana Press,

Clifton, New Jersey.

Kotsonis, F.N.; Klassen, C.D., 1978. The relationship of metallothionein to the toxicity

of cadmium after prolonged oral administration to rats. Toxicology Applied

Pharmacology 46, 39-54.

Kruk, M.R., 1991. Ethology and pharmacology of hypothalamic aggression in the rat.

Neuroscience Biobehavior Review 15, 527-538.

Leret, M.L.; Millan, J.A.S.; Antonio, M.T., 2003. Perinatal exposure to lead and

cadmium affects anxiety-like behaviour. Toxicology 186, 125-130.

Liu, J.; Liu, Y.; Habeebus, S.S.; Klaassen, C.D., 1999. Metallothionein-null mice are

highly susceptible to the hematotoxic and immunotoxic effects of chronic CdCl2

exposure. Toxicology Applied Pharmacology 159, 98-108.

Long, S.F.; Wilson, M.C.; Sufka, K.J.; Davis, W.M., 1996. The effects of cocaine and

nandrolone co-administration on aggression in male rats. Progress in Neuro-

Psychopharmacology and Biological Psychiatry 20, 839-856.

Lopez, E.; Arce, C.; Oset-Gasque, M.J.; Cañadas, S.; Gonzáles, M.P., 2006. Cadmium

induces reactive oxygen species generation and lipid peroxidation in cortical neurons in

culture. Free Radical Biology & Medicine 40, 940-951.

Marlowe, M.; Errera, J.; Jacobs, J., 1983. Increased lead and cadmium burdens among

mentally retarded children and children with borderline intelligence. American Journal

Mental Deficient 87, 477-483.

Moran, P., 1999. The epidemiology of antisocial personality disorder. Society

Psychiatric Epidemiology 34, 231-242.

Murphy, V.A. Cadmium: acute and chronic neurological disorders. In: Yasui, M.;

Strong, M.J.; Ota, K. (Eds.) Mineral and metal: neurotoxicology. Boca Raton: CRC,

1997: 229-240.

Nagymajtenyi, L.; Schulz, H.; Desi, L., 1997. Behavioural and functional

neurotoxicological changes caused by cadmium in a three-generational study in rats.

Human Experimental Toxicology 16, 691-699.

Nayak, B.N.; Ray, M.; Persaud, T.V.; Nigli, M., 1989. Embryotoxicity and in vivo

cytogenetic changes following maternal exposure to cadmium chloride in mice.

Experimental Pathology 36, 75-80.

Nelson, R.J.; Chiavegatto, S., 2001. Molecular basis of aggression. Neurosciences 24,

713-719.

Ohayon, M.M.; Shapiro, C.M., 2000. Sleep disturbances and psychiatric disorders

associated with posttraumatic stress disorder in the general population. Comprehensive

Psychiatry 41, 469-478.

Oliver, B.; Yong, L.J., 2002. Animal models of agression. In: Davis, K.L.; Charney, D.;

Coyle, J.T.; Nemeroff, C. Neuropsychopharmacology: the fifth generation of progress.

USA: Lippincott Williams & Wilkins (LWW), cap. 118, 1699-1708.

Pfisher, W.R.; Pelligrino, L.J.; Yim, G.K.W., 1978. Behavioral aspects of cadmium

toxicity in rats. Federation of American Societies for Experimental Biology 37, 395.

Pihl, R.O.; Parkes, M., 1977. Hair element content in learning disable children. Science

198, 204-206.

Sareen, J.; Stein, M.B.; Cox, B.J.; Hassard, S.T., 2004. Understanding comorbidity of

anxiety disorders with antisocial behavior: findings from two large comorbidity surveys.

Journal Nervous Mental Disorders 192, 178-186.

Sato, K.; Iwamasa, T.; Tsutu, T.; Takeuchi, T., 1978. Na ultrastructural study of chronic

cadmium choride-induced neuropathy. Acta Neuropathology 41, 185-190.

Shukla, G.S.; Singhal, R.L., 1984. The present status of biological effects of toxic

metals in the environment: lead, cadmium and manganese, can. Journal Physiological

Pharmacology 62, 1015-1031.

Snedecor, G.W.; Cochran, W.G., 1980. Statistical Methods. 7

ed. Iowa: Iowa State

University Pres, 593.

Summers, C.H.; Winberg, S., 2006. Interactions between the neural regulation of stress

and aggression. The journal of Experimental Biology 209, 4581-4589.

Veenema, A.H.; Neumann, I.D., 2007. Neurobiological mechanisms of aggression and

stress coping: a comparative study in mouse and rat selection lines. Brain, Behavior and

Evolution 70, 274-285.

Viaene, M. K.; Roels, H.A.; Leenders, J.; De Groof, M.; Swerts, L. J.; Lison, D.;

Masschelein, R., 1999. Cadmium: a possible etiological factor in peripheral

polyneuropathy. Neurotoxicology 20, 7-16.

Viaene, M. K.; Massachelein, R.; Leenders, L.; De Groof, M.; Swerts, L. J.; Roels, H.

A., 2000. Neurobehavioural effects of occupational exposure to cadmium: a cross

sectional epidemiological study. Occupational Environmental Medicine 57, 19-27.

Waalkes, M.P.; Wahba, Z.Z.; Rodriguez, R.E., 1992. Cadmium. In: Hazardous

Materials Toxicology – Clinical Principles of Environmental Health. Sullivan, Jr., J.B.;

Krieger, G.R. (Eds.). Baltmore. Willians & Wilkins, 845-852.

Waalkes, M. P., 2000. Cadmium carcinogenesis in review. Journal of Inorganic

Biochemistry 79, 241-244.

Winter, H., 1982. The hazards of cadmium in man and animals. Journal Applied

Toxicology 2, 61-67.

Wommack, J.C.; Salinas, A.; Melloni, R.H.; Jr and Delville, Y., 2004. Behavioural and

neuroendocrine adaptations to repeated stresse during puberty in male golden hamsters.

Journal Neuroendocrinology 16, 767-775.

Yve, L., 1992. Cadmium in tobacco. Biomedicine Environmental Science 5, 53-56.

Tabela 1 – Concentração tecidual de cádmio (sangue e cérebro) em animais controle,

expostos ao cádmio, submetidos ao estresse por imobilização e expostos ao cádmio e

submetidos ao estresse por imobilização.

Tratamentos

Sangue total

(µg/dl)

Cérebro total

(µg/g)

ND ND

28,87±0,97 45,50±4,30

ND ND

Cd + EI

31,00±3,37

59,75±3,37

Os valores representam a média ± E.P.M. (N = 8 animais).

p<0,021 de Cd (ANOVA).

Ct=controle; Cd=cádmio; EI=estresse por imobilização. ND= Não detectado (limite de

detecção do aparelho = 0,009ppm).

Tabela 2 – Avaliação do comportamento de agressividade de ratos expostos ao cádmio e

submetidos ao estresse por imobilização.

Avaliações CT Cd EI Cd + EI

NTA

70,25

±2,28

79,62

±2,18

74,00

±2,69

93,5 ª

,b,c

±3,71

TLM

29,29

±1,91

35,87

±3,50

36,15

±2,01

32,43

±1,41

TTMA

244,14

±13,72

257,37

±13,21

221,00

±15,60

299,75

d,e

±12,36

EAC

131,79

±3,36

138,25

±5,65

125,42

±3,64

154,90

f,g

±5,74

Os valores representam a média ± E.P.M. (N = 8 animais).

p<0,001 de Ct

p<0,01 de

p<0,001 de EI

p<0,05 de Ct

p<0,01 de EI

p<0,01 de Ct

p<0,001 de EI

(ANOVA). Ct=controle; Cd=cádmio; EI=estresse por imobilização; NTA=número total

de ataques; TLM=tempo de latência para a primeira mordida; TTMA=tempo total de

manifestações de ataque; EAC=escore de agressão composta.

Figura 1: Quantidade do volume de líquido ingerido por animais expostos ao cádmio e

submetidos ao estresse por imobilização.

Ct Cd EI Cd + EI

1ª.Semana

2ª.semana

3ª.semana

4ª.semana

Volume (ml)

Os valores representam a média ± E.P.M. (N=8 animais).

p<0,05 de Ct

p<0,05 de Cd

p<0,01 de Ct

p<0,001 de Cd (ANOVA). Ct=controle; Cd=cádmio; EI=estresse por

imobilização.

Figura 2: Dose média calculada de cádmio recebida pelos animais expostos ao cádmio e

expostos ao cádmio e submetidos ao estresse por imobilização.

Cd Cd + EI

0.0

2.5

5.0

7.5

10.0

12.5

Dose (mg/kg)

Os valores representam a média ± E.P.M. (N = 8 animais). Comparação utilizou teste t

de Student´s. Cd=cádmio; EI=estresse por imobilização.

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