Boas, pessoal! Gostariam de saber em que temos trabalhado? Sim? Claro! Estamos aprofundando um estudo relacionado com o efeito que os agentes mutagénicos,mais especificamente, o tabaco e álcool, têm sobre as células que estão em constante renovação no epitélio bucal de cada um de nós. Por isso, fizemos uma recolha de células retiradas do epitélio bucal de dois grupos de indivíduos (grupo de controlo e grupo exposto), com o objetivo de observá-las e analisar as várias anomalias presentes causadas pelos agentes em estudo.
É claro que, para os indivíduos que consomem diariamente bebidas alcoólicas e tabaco, as suas células do epitélio bucal estão claramente sujeitas a estes agentes capazes de prejudicar estas células, criando mutações, tais como: o Micronúcleo, a Cariólise (Karyolysis), a Cariorrexis (Karryorrexis), e por último a Picnose (Cariopicnosis). Também será possível identificar-mos células binucleadas e trinucleadas.
E aí perguntam: O que pretendem conseguir com este trabalho?
Com este trabalho pretendemos alcançar um dos nossos objetivos principais: analisar e avaliar o efeito mutagénicos das substâncias anteriormente referidas - tabaco e álcool - e também conhecer um novo lado da ciência que a biologia nos proporciona, descobrindo novos estudos no âmbito desta disciplina.
Comecemos então por identificar as anomalias:
Micronúcleo - O micronúcleo consiste na existência de uma pequena porção de DNA exterior ao núcleo celular. Os micronúcleos formam-se durante a metáfase/anáfase.
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| Micronúcleo |
Na figura abaixo é possível ver a formação de micronúcleos a partir de problemas que ocorreram durante a anáfase. No caso (a) alguns cromossomas não migraram para os pólos, enquanto no caso (b) não houve a separação dos cromatídeos.
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| Formação de um micronúcleo |
O número de
micronúcleos existente numa célula é tanto maior quanto a exposição ao
agente mutagénico.
Em suma, as mutações, muitas vezes causadas por agentes mutagénicos, podem
afetar
gravemente um indivíduo, causando, por exemplo, cancro. Contudo, estas
também podem
contribuir para o avanço de uma determinada espécie caso sejam
favoráveis para a adaptação do ser vivo face ao ambiente que o circunda.
Durante a anáfase, aquando da separação dos cromossomas, há uma incorreta segregação do material genético e consequente formação de um núcleo não incorporado no da célula filha constituído por fragmentos de cromossomas ou até mesmo cromossomas inteiros. Existe uma perda de cromatina relativamente ao núcleo principal.
A presença de micronúcleos nas células serve como parâmetro para a determinação da extenção do dano de certo agente mutagénico.
Cariólise - A cariólise consiste na destruição
do núcleo da célula, devido à dissolução da cromatina.
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| Cariólise |
Cariorréxis - A cariorréxis consiste na fragmentação do núcleo picnótico (núcleo cuja cromatina está extremamente condensada). É geralmente precedido por picnose e é seguido por cariólise e pode ocorrer como resultado de uma morte celular (necrose).
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| Carriorréxis |
Picnose - A picnose é a condensação
da cromatina no núcleo de uma célula. Esta condensação é
irreversível. Este processo é seguido de cariorréxis.
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| Picnose |
Comecemos por apresentar alguns artigos relacionados com este tema:
Apoptose em
células esfoliadas do epitélio bucal de indivíduos ocupacionalmente expostos a
agentes mutagénicos
As alterações
de apoptose são potenciais marcadores genéticos na prevenção do cancro, uma vez
que apontam efeitos genotóxicos. Neste estudo, foram principalmente avaliadas
as frequequências de alterações indicativas de apoptose (picnose, cromatina
condensada e cariorréxis) em células que foram esfoliadas do epitélio bucal de
trinta indivíduos que estão expostos diaramente com substâncias químicas em
laboratórios académicos de pesquisa das áreas de Ciências Biológicas, Químicas
e Farmacêuticas (grupo exposto-GE), comparando-as às obtidas em igual número de
indivíduos sem qualquer contato a agentes mutagénicos (grupo controle-GC).
As alterações nucleares degenerativas indicativas de
apoptose foram significativamente mais frequentes no GE. Esse resultado
evidencia o efeito genotóxico de compostos químicos utilizados na pesquisa
anteriormente referida e aponta para riscos à saúde dos indivíduos que estão
sob este tipo de exposição.
Embora a maioria dos entrevistados tenha declarado o uso de
equipamento para proteção individual e/ou coletiva, a elevada frequência de
apoptose observada no grupo exposto revela necessidade de implantação de
programas de prevenção à exposição ocupacional nas universidades e supervisão
do ambiente de trabalho dos seus laboratórios de pesquisa nas áreas referidas
neste estudo.
Introdução
A exposição humana aos denominados agentes mutagénicos,
efetivos em causar danos ao material genético, constitui umas das grandes
preocupações no mundo atual. Tais agentes estão relacionados com o
desenvolvimento do cancro, hoje considerado doença genética, uma vez que
resulta de alterações em genes que controlam a proliferação e a diferenciação
celular (proto-oncogenes e genes supressores de tumores), ou de alterações em
genes comprometidos com os mecanismos de reparação do DNA.
O biomonitoramento de populações assim expostas pode ser
feito através do uso de diferentes testes citogenéticos que avaliam os efeitos
genotóxicos de mutagénos através da deteção de danos cromossómicos ou de fenómenos
nucleares degenerativos que indicam a ocorrência de apoptose.
A apoptose é um processo geneticamente controlado de morte
celular, ocorrendo em condições normais para eliminar células que não são mais
necessárias ao organismo, ou em resposta à injúria genotóxica. Este processo
tem, assim, uma função essencial como mecanismo de proteção contra a
carcionogénese por eliminar células geneticamente danificadas. O reconhecimento
de que o desenvolvimento de um tumor maligno envolve uma quebra no balanço
entre a proliferação celular e a morte por apoptose é um dogma relativamente
recente na biologia celular.
Por outro lado, a frequência aumentada de alterações
celulares relacionadas com a apoptose é indicativa de genotixicidade, apontando
para a necessidade de biomonitoramento de populações que estão expostas a
mutagénos e carcinogénos. A análise dessas alterações, na avaliação dos efeitos
genotóxicos da exposição a mutagénos físicos e químicos, tem se mostrado mais
efetiva do que a análise de micronúcleos. Segundo Tolbert, a apoptose induzida
por genotoxicidade pode ser um importante marcador da resposta a eventos de
iniciação, relacionada com o processo de transformação maligna.
Fragmentação do núcleo (carriorréxis), consensação da
cromatina e picnose são as alterações nucleares indicativas de apoptose. Tais
alterações são bem visualizadas em células esfoliadas do epitélio bucal,
consideradas ferramentas efetivas para o biomonitoramento de populações
expostas.
Populações que são ocupacionalmente expostas a mutagénos têm
merecido especial atenção dada à constância com que ocorre tal exposição,
situação que é agravada nos indivíduos que adicionalmente são fumadores e/ou
usuários de bebidas alcoólicas.
O hábito de fumar é o factor de risco para o desenvolvimento
do cancro na boca mais consistentemente apontado, particularmente quando
associado à ingestão de bebidas alcoólicas. A sinergia entre o hábito de fumar
e a ingestão de bebidas alcoólicas na indução de tumores das vias aéreas
superiores e do trato digestivo está bem documentada na literatura
epidermiológica.
Neste estudo, foi avaliada a frequência de alterações
nucleares indicativas de apoptose em indivíduos ocupacionalmente expostos a
substâncias químicas em laboratórios de pesquisa biológicas, químicas e
farmacêuticas.
Preparações Citológicas
As
células do epitélio bucal, recolhidas dos indivíduos expostos e controles,
foram obtidas mediante uma raspagem gentil da mucosa utilizando lâminas para
análise microscópica que foram previamente esterilizadas. O material assim
recolhido foi submerso em 8 mL de solução de soro fisiológico (NaCl a 0,9%) e
processado de acordo com os protocolos sugeridos por Stich et al e Gattás et
al. Após 24 horas, as preparações foram coradas de acordo com o método de Feülgen
e Rossenbeck e contra-coradas com fast
green a 1% em álcool absoluto por 1 minuto. Toda a análise foi realizada
por um único observador, em teste cego, com relação aos dados do questionário.
Um mínimo de 1000 células foi considerado adequado para a análise, sendo
computadas por campo todas as células distintamente individualizadas, com
citoplasma íntegro, apresentando ou não alterações indicativas de apoptose. Os
critérios adotados para identificação das alterações indicativas de apoptose
foram os descritos por Tolbert et al, sendo a apoptose inferida pelo somatório
de cariorréxis, cromatina condensada e picnose.
A carriorréxis foi identificada pela presença de inúmeros
corpúsculos Feülgen positivos, revelando a ocorrência de fragmentação nuclear.
As células apresentando cromatina anormalmente distribuída (ao redor da
superficíe interna do núcleo, concentrada no centro deste ou disposta em
granulações grosseiras) foram computadas como cromatina condensada. A
condensação extema da cromatina, associada à redução substancial do tamanho
nuclear, foi indicativa picnose.
Resultados
Características da amostra
As médias de idade obtidas, nos grupos expostos
(c=31,13) e controle (c=38,30), não foram significativamente diferentes:
t=0,564; G.I. = 58; p>0,05. Não foi também observada diferença quando
avaliada a distribuição de homens e mulheres entre os grupos exposto (17
mulheres e 13 homens) e controle (18 mulheres e 12 homens): c2=0,326; G.I. =
0,20.
No grupo exposto, 5 indivíduos foram classificados fumadores
e 25 não-fumadores. O grupo controle foi constituído por 10 pessoas fumadoras e
20 não-fumadoras. Dez indivíduos do grupo exposto e 9 do grupo controle
informaram ingerir bebida alcoólica. O teste de quiquadrado revelou não haver
diferença no número de indivíduos fumadores e que ingeriam bebidas alcoólicas
entre os grupos (p>0,10 e p<0,70; respectivamente). Entretanto, em cada
grupo, a quantidade de cigarros consumidos por dia foi maior entre os homens,
além deste referirem, mais frequentemente, hábito de ingerir bebidas de maior
teor alcoólico, como uísque e vodka do que as mulheres, entre as quais a bebida
mais frequente foi a cerveja.
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| Tabela 1 - Substâncias encontradas nos laboratórios de pesquisa visitados |
As informações obtidas no quastionário revelaram que
a grande maioria dos indivíduos do grupo exposto estava sujeita, no ambiente de
trabalho, a mais de um tipo de composto
químico (tabela 1). Apenas um indivíduo referiu exposição exclusiva à
naftalina. Não foram informadas outras formas de exposição a genotóxicos. A
maioria dos indivíduos expostos (90%) informou utilizar equipamento para
proteção individual (luva, guarda-pó, óculos e máscara) e coletiva (capela) no
manuseio dos compostos químicos. Somente três pessoas manuscavam as substâncias
sem proteção.
Análise Citológica
Os resultados
referentes à análise das células sem alterações e daquelas apresentando
alterações nucleares degenerativas indicativas de apoptose (cariorréxis,
picnose e cromatina condensada), são apresentadas na tabela 2. A avaliação da
ocorrência de apoptose (inferida pelo somatório de cariorréxis, picnose e
cromatina condensada) revelou que este fenómeno foi significativamente mais
frequente no grupo exposto (p<0,0001). A apoptose foi também significativamente
maior entre os indivíduos expostos que informaram não ingerir bebidas
alcoólicas e/ou fumar quando comparados com controles abstémicos (p<0,0001).
Nos indivíduos que
faziam o uso do cigarro e/ou de bebida alcoólica, em ambos os grupos amostrais,
a ocorrência de apoptose foi maior entre os que fumavam e/ou bebiam
(p<0,0001) e foi, também significativamente maior entre os homens
(p<0,001).
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| Tabela 2 - Frequência de apoptose |
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| Apoptose nos grupos GE e GC em função dos hábitos fumar e/ou beber |
Chronic cigarette smoking is associated with diminished folate status, altered folate form distribution, and increased genetic
damage in the buccal mucosa of healthy adults.
(Aguda dependência tabagística está associado com (...) um aumento de material genético danificado nas células da mucosa bocal em adultos saudáveis)
Um artigo publicado em "Am J Clin Nutr
April 2006
vol. 83
no. 4
835-841", também disponível no endereço, http://www.ajcn.org/content/83/4/835.short,
demonstra as capacidades mutagénicas e prejudiciais no epitélio bocal.
Sendo que ficou demonstrado que o fumo tem pouca influencia no
desenvolvimento de micro núcleos existindo uma diferença mínima do grupo
exposto para o grupo de controlo.
Possíveis mecanismos pela qual álcool possa desenvolver cancro oral.
Em "Oral Oncology Volume 34, Issue 6 , Pages 441-447, November 1998" disponível para consulta em http://www.oraloncology.com/article/S1368-8375%2898%2900022-0/abstract foi desmentido o facto de etanol não ter qualquer consequência nas células, sendo confirmado a sua actuação no aparecimento de cancro da boca. No estudo foram estudados o efeito de álcool com e sem tabaco nas células.
Mutações e Anomalias Nucleares
Todas as células do nosso corpo necessitam de se renovar. Para esse efeito, estas duplicam-se (por mitose), e, consequentemente, o DNA que se encontra no núcleo celular também tem de se multiplicar. Do mesmo modo, aquando da formação dos gâmetas, ou seja, quando
ocorre a meiose, o DNA também precisa de se duplicar. Em ambos os processos mencionados existe a possibilidade de algo
correr mal, ou seja, de ocorrer uma mutação.
As mutações podem ocorrer tanto em células somáticas, como em células
germinativas. Caso as células somáticas sejam mutadas apenas as
células descendentes da célula mutada são afetadas, mas se este fenómeno
ocorrer numa célula germinativa trará consequências não só para a pessoa
afetada com também para a sua descendência, uma vez que esta anomalia é
transmitida através dos gâmetas.As mutações podem ser espontâneas, se ocorrerem naturalmente, ou
provocadas por algum agente externo (agente mutagénico). As mutações
espontâneas têm uma menor probabilidade de serem graves, uma vez
que quando ocorrem geralmente são corrigidas através de mecanismos de
reparação do DNA. Estes mecanismos
consistem na ação dos genes supressores de tumores. Estes genes são
responsáveis por corrigir o erro ou causar a apoptose celular (morte
da célula) em caso de ser detectada alguma mutação.
Agentes Mutagénicos
Um agente mutagénico consiste, como já tinha sido referido, num agente
capaz induzir
uma mutação. Os agentes mutagénicos podem ser:
- Químicos - nitrosaminas, corantes
para tintas de cabelo, ácido nítrico, entre outros;
Os agentes mutagénicos químicos, por terem uma constituição química
semelhante à dos nucleótidos conseguem, facilmente incorporar o DNA.
- Físicos - Raios X e Raios UV, por
exemplo;
A radiação ultravioleta provoca a formação de dímeros de timina, ou
seja, em vez do nucleótido timina emparelhar com a adenina, emparelha
com outro nucleótido de timina, modificando a informação genética.
- Biológicos – Vírus e bactérias.
As bactérias ou os vírus integram parte do seu DNA na cadeia de
DNA da célula hospedeira, alterando a sequência de nucleótidos.
Estes agentes também
podem ser divididos de acordo com a forma como alteram o DNA, como por exemplo:
- Desaminação (remoção do grupo amina nos
nucleótidos. Ex: a citosina ao perder o grupo amina torna-se uracilo
e passa a emparelhar com a adenina em vez da guanina, alterando o
aminoácido produzido);
- Indução de inserções ou deleções de nucleótidos;
- Incapacidade de emparelhar, o que leva a
DNA polimerase a interromper o seu processo e a replicação não
contínua (geralmente acontece quando as células estão sob a influência do raios
UV).
Os agentes mutagénicos podem provocar mutações em genes extremamente
importantes para o normal funcionamento da célula, como os genes associados ao
controle da divisão celular. Uma mutação nestes genes pode levar ao
aparecimento de cancro. Quando se dá este fenómeno, ou seja, quando um agente
mutagénico provoca uma mutação responsável pelo aparecimento de cancro,
dizemos que se trata de um agente carcinogénico.
Os proto-oncogenes são genes que codificam proteínas que estimulam o
crescimento e a divisão celulares. Quando estes sofrem mutações passam a
denominar-se por oncogenes ou genes causadores de cancro, transformando a célula
num célula cancerosa.
O álcool (exemplo de um agente mutagénico) a partir do momento que entra em contato
com o nosso organismo é imediatamente absorvido pelas células que se encontram
no interior da boca. Uma vez que o álcool é solúvel em água este é, tal
como a água, distribuído pelas células, deste modo estas irão receber
menos quantidade de água, tornando-se menos eficientes e com algumas
dificuldades em funcionar de uma forma correta.
O álcool, dependendo das quantidades em que for ingerido, afeta da fase G2
do ciclo celular. Esta fase é determinante para a progressão do ciclo, pois
caso algo corra mal nas fases G1 e S, é nesta altura que a célula sofre
apoptose e não continua o processo de mitose. Deste modo, uma pessoa que
consuma excessivamente bebidas alcoólicas não possui o sistema de regulação,
associado à fase G2 a funcionar corretamente, logo corre um maior risco de ter
células mutadas.
O tabaco (outro exemplo de um agente mutagénico) é constituído por uma
série de substâncias com grande capacidade de induzir a formação de cancro,
como as nitrosaminas (acima referidas como agente mutagénico químico).
A nível celular, descobriu-se que a exposição ao fumo de tabaco conduz a um
aumento do número de metáfases, mas que a frequência com que ocorrem as
anáfases diminui. O que permite concluir que o ciclo celular estava
bloqueado. Como se pode verificar, apenas o fumo do tabaco pode causar
danos no DNA, o que permite concluir que até os fumadores passivos podem desenvolver
cancros relacionados com as vias respiratórias. A par disto, também
descobriu-se que apenas 30 minutos de inalação do fumo do tabaco chegam para
começar a provocar danos no DNA.
Os agentes mutagénicos apesar de, à primeira vista, parecer que só trazem
desvantagens, também são utilizados em algumas áreas, como a medicina, na cura
de certos cancros.
A ocorrência de anomalias nucleares conduz a apoptose celular, o que significa
que a célula encontra-se mutada e este foi o mecanismo de defesa que
encontrou.
Existem vários mecanismos de defesa como: a carriorréxis, a cariólise ou cromatólise, a picnose e por último o micronúcleo.
O álcool inibe a mitose
celular em G 2 - M fase no ciclo celular em linfócitos humanos de um estudo in vitro.
Alcohol abuse is associated with the loss of immune response,which leads to decrease resistance to infecções.Nenhummechanisms may be responsible for adverse effects of alcohol on the body's defense mechanism. We present data showing that, in lymphocytes, 10-40 mM alcohol in the media caused a 18-90%reduction in cell mitosis (p <0.001). There was a linear decrease in the mitotic cell to 40 mM ethanol, 100 mM cell mitosis virtually ceased. This study aimed to determine at what stage of the cell cycle that mediate alcohol effects. The results showed that DNA synthesis was not affected by alcohol up to 50 mM, suggesting thatG 1-S cell cycle phase unchanged. Alcohol in 100 mM, the synthesis of DNA significantly decreased (p <0.01). The results of this study, we conclude that a dose level subpharmacologicalalcohol (10 mM) significantly inhibited mitosis and cell inhibitory effect was mediated at the alcohol phase G 2-M cell cycle. The G 1-S phase was unaffected.
O abuso de álcool está associado com a perda de imunocompetência, o que leva a diminuir a resistência às infecções. Nenhum dos mecanismos pode ser responsável pelos efeitos negativos do álcool sobre o mecanismo de defesa do organismo. Nós apresentamos dados que demonstram que, em linfócitos, 10-40 mM de álcool nos meios de comunicação causou redução 18-90% na mitose celular (p <0,001). Houve uma diminuição linear na mitose celular até 40 mM de álcool; a 100 mitose celular mM praticamente cessaram. Este estudo teve como objetivo determinar em que fase do ciclo celular que álcool mediar seus efeitos. Os resultados mostraram que a síntese de DNA não foi afetada até 50 mM de álcool, sugerindo que G 1 -S fase no ciclo celular permaneceram inalterados. No álcool a 100 mM, a síntese de DNA diminuiu significativamente (p <0,01). A partir dos resultados do presente estudo, concluímos que um nível de dose subpharmacological de álcool (10 mM) inibiu significativamente a mitose celular e do efeito inibitório de álcool foi mediada no G 2 fase-M no ciclo celular. O G 1 fase-S não foi afetado.
A maioria dos cancros da boca estão relacionadoa com dois
fatores: alimentação e o hábito de fumar. Mas outro fator em ter em
atenção é a combinação do fumo com o consumo de bebidas alcoólicas ou com a
exposição a certos agentes ambientais.
O cigarro é responsável por cerca
de 25% do total de cancros em ambos os sexos e de 41% no sexo masculino. O fumo
é o carcinogénico mais difundido e o de maior efeito na população humana. O
fumo e o consumo de álcool isoladamente são carcinogénicos fracos quanto à
produção de cancro oral, mas o sinergismo entre o fumo e álcool parece aumentar
duas vezes e meia o risco de cancro na cavidade oral, laringe, faringe e
esófago. Vários estudos demostram a importância desta sinergia, porém a
abstinência destes dois elementos poderia, teoricamente, reduzir 76% destes tipos de cancro nos indivíduos do
sexo feminino.
A explicação dos mecanismos
oncogénicos dos componentes das bebidas alcoólicas é muito complicada por
envolver muitos fatores. O consumidor de álcool geralmente é fumador. O consumo
de álcool é acompanhado de deficiência nutritiva.
Estudos in vivo e in vitro
utilizando linfócitos humanos e células Hela não mostraram efeito do álcool sobre
as quebras cromossómicas ou trocas entre cromatídeos, sugerindo assim que o
álcool sozinho não é carcinogénico. A deficiência nutritiva que acompanha ou
resulta do uso excessivo do álcool parece facilitar o desenvolvimento do cancro
de esófago.
A sinergia carcinogénica entre o
fumo observado nos indivíduos subnutridos sugere uma vulnerabilidade maior dos
órgãos – alvo da ação dos carcinogénicos relacionados com a deficiência
dietética.
O cancro da cavidade oral é uma doença genética, complexa e
multifactorial. É potencialmente fatal e continua a ter uma incidência global
elevada. É considerada a sexta neoplasia mais frequente em todo o mundo,
apresentando uma taxa de incidência, mortalidade e morbilidade elevada.
A língua é o local anatómico preferencial para o
desenvolvimento do cancro da cavidade oral, seguindo-se o lábio inferior e o
pavimento da boca.
O seu diagnóstico é simples e deve ser precoce, pois num estádio
avançado da doença não é possível o seu tratamento, evoluindo para a morte do
individuo.
A carcinogénese oral envolve uma rede complexa de factores,
dependentes de variações individuais. Os dois principais factores de risco
relacionados com o canco da cavidade oral são o tabagismo e o etilismo.
A prevenção desta doença está intimamente relacionada com o
diagnóstico precoce e com a mudança de comportamentos do indivíduo, como
medidas de abandono do uso de tabaco, de bebidas alcoólicas, bem como de outros
factores de risco.
Bibliografia:
Revista Açores (Açores Magazine, 22-04-2012)
