RELATIONSHIP BETWEEN EXPOSURE TO COMMON ENVIRONMENTAL NEUROTOXINS IN A POPULATION LIVING IN AN OPEN-AIR WASTE DISPOSAL AREA
REGISTRO DOI: 10.69849/revistaft/dt10202510312002
Letícia I. Almeida; Missiane Trindade; Isabela V. Barbosa; Luan Felipo Botelho Souza; Aparício Carvalho Moraes; Alcione O. Dos Santos
RESUMO
INTRODUÇÃO: O termo “neurotoxina” refere-se às toxinas que possuem potencial degradante ao sistema nervoso, podendo levar a danos permanentes ou temporários em neurônios e outras células nervosas. Essas substâncias podem ser encontradas em diversos ambientes e devido ao seu potencial nocivo ao sistema nervoso, essas substâncias estão frequentemente correlacionadas ao desenvolvimento de doenças neurodegenerativas, como a doença de Parkinson, a doença de Alzheimer e a esclerose lateral amiotrófica (ELA) e outros danos temporários como convulsões, paralisia e perda de memória. OBJETIVO: Avaliar a prevalência de doenças neurodegenerativas em uma comunidade específica do município de Porto Velho e correlacionar esses achados a presença de metais pesados anteriormente encontrados no solo da comunidade. METODOLOGIA: A pesquisa foi realizada no Laboratório de Biogeoquímica da UNIR, com análise geoquímica do solo via espectrometria de absorção atômica e questionários sobre sintomas neurológicos na população. RESULTADOS: O solo da comunidade de Vila Princesa apresentou níveis elevados de mercúrio total (0,2990 mg/kg), acima do limite permitido (0,2800 mg/kg), e metais como Ni, Zn e Ti. O mercúrio pode atravessar a barreira hematoencefálica, elevando o risco de doenças neurodegenerativas. Altas concentrações de Zn, por exemplo, afetam a biodisponibilidade de ferro, contribuindo para o surgimento de Parkinson. A população apresentou alta prevalência de Alzheimer, Parkinson, abortos e partos prematuros. CONCLUSÃO: Os achados sugerem correlação entre contaminação do solo e doenças neurológicas, destacando a importância de monitoramento ambiental e ações de mitigação.
Palavras-chave: Neurotoxinas. Metais pesados. Neurodegeneração. Contaminação.
1. INTRODUÇÃO
O termo “neurotoxina” refere-se às toxinas que possuem potencial degradante ao sistema nervoso, podendo levar a danos permanentes ou temporários em neurônios e outras células nervosas. Estas substâncias podem ser encontradas em diversos ambientes: água, ar, produtos químicos industriais, pesticidas, drogas, venenos de animais e plantas, entre outros, podendo agir de diferentes formas a depender de sua estrutura química e mecanismo de ação. Devido ao seu potencial nocivo ao sistema nervoso, essas substâncias estão frequentemente correlacionadas ao desenvolvimento de doenças neurodegenerativas, como a doença de Parkinson, a doença de Alzheimer e a esclerose lateral amiotrófica (ELA) e outros danos temporários como convulsões, paralisia e perda de memória. As neurotoxinas podem agir por meio de diversos mecanismos (CHEN, 2022).
No caso dos metais pesados, a sua ação como neurotoxinas depende de vários fatores, incluindo a concentração, a duração da exposição e a suscetibilidade individual (SINGH R, et al., 2024). Metais como mercúrio, chumbo, cádmio e arsênio possuem afinidade por certas estruturas no cérebro, como neurônios e células gliais (LAPHEAR, 2022) (SILVA et al., 2021). Esses metais podem penetrar no sistema nervoso central por meio de inalação, ingestão ou absorção cutânea. Uma vez no cérebro, eles podem causar danos de várias maneiras, tais como estresse oxidativo, disfunção mitocondrial, desregulação de neurotransmissores e interferência na sinalização intracelular (SANTOS et al., 2022).
No estado de Rondônia, as atividades extrativistas e garimpeiras são comuns como fontes de renda. Essas atividades estão frequentemente associadas à deposição de neurotoxinas em leitos fluviais, devido ao frequente emprego de mercúrio e cianeto para extração. Assim, a bacia superior do Rio Madeira se tornou a segunda região produtora em garimpo de ouro mais importante na Amazônia durante as últimas duas décadas do século XX. Esse contexto contribuiu para a ocorrência de processos de bioacumulação e biomagnificação de mercúrio (uma neurotoxina) (PINHEIRO et al., 2023) na biota aquática do rio, sendo este um dos elementos que apresentam maior risco de danos à saúde humana associado principalmente às lesões no sistema neurológico (ARAÚJO et al., 2022). Devido à relevância do Rio Madeira como principal afluente na região, a área tem sido alvo de estudos intensos voltados para a saúde da população. Pesquisas anteriores evidenciaram tais processos por meio da detecção de elementos neurotóxicos (Al, As, Cd, Pb, Mn, Hg) em amostras de leite materno de lactantes que residem nas margens do Rio Madeira. Além disso, foi confirmada a presença de neurotoxinas em concentrações atípicas em diferentes áreas do rio (MOSCHEN & GONÇALVES, 2020).
Próximo ao rio, há a existência de um lixão a céu aberto, desprovido de saneamento básico, o que pode tornar o ambiente ainda mais vulnerável à presença de neurotoxinas (20). A decomposição de grandes quantidades de resíduos no lixão pode gerar a liberação de gases tóxicos e a contaminação do solo e da água por substâncias químicas, como o alumínio e outros elementos presentes em baterias e equipamentos eletrônicos, que podem ser descartados junto com o lixo comum, representando riscos à saúde dos trabalhadores locais e dos residentes próximos (BELLINGER, 2022).
A comunidade de Vila Princesa originou-se com catadores de lixo que colonizaram o local após o declínio de alguns garimpos da região, devido à grande proximidade que a comunidade possui ao Rio Madeira. O Rio Madeira tem extrema importância para o estado de Rondônia, sendo um dos principais rios da região amazônica, desempenha papel fundamental na economia do estado e proporciona condições para o transporte fluvial de mercadorias. No entanto, a bacia superior do Rio Madeira foi a segunda mais importante região produtora de ouro de garimpo na Amazônia durante as duas últimas décadas do século XX, o que contribuiu para que hoje o rio apresente processos de bioacumulação e biomagnificação na biota aquática, com grandes quantidades de mercúrio. Estudos posteriores evidenciam esses processos por meio da presença de elementos neurotóxicos (Al, As, Cd, Pb, Mn, Hg) em amostras de leite materno de lactantes que subsidiam as margens do Rio Madeira.
Diante do exposto, o presente estudo tem como objetivo realizar uma pesquisa de campo em diferentes áreas de solo na região de Vila Princesa, uma comunidade localizada no município de Porto Velho, onde adultos e crianças sobrevivem coletando materiais em um lixão. O propósito é determinar a concentração de metais pesados (neurotoxinas) em áreas específicas e avaliar os riscos para a saúde humana e o meio ambiente (RASHID et al., 2023). Além disso, pretende-se analisar a vulnerabilidade da população diante dos resultados obtidos, considerando que o sustento da comunidade depende diretamente da área investigada.
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA OU REVISÃO DA LITERATURA
2.1 ASPECTOS GERAIS DE NEUROTOXINAS
As substâncias neurotóxicas, em um sentido amplo, representam novas estruturas químicas que, quando administradas in vivo ou in vitro, têm a capacidade de ocasionar lesões neuronais ou neurodegeneração, com certo grau de especificidade relacionado ao fenótipo neuronal ou às populações de neurônios com características específicas (por exemplo, receptor, tipo de canal iônico, dependência de astrócitos, entre outros). O termo mais abrangente “neurotóxico” engloba essa categorização, mas também amplia a definição para incluir mediadores intra ou extracelulares envolvidos no processo neurodegenerativo, como fatores necróticos e apoptóticos. Adicionalmente, uma vez que os astrócitos são células satélites de suporte essenciais para os neurônios e o dano a essas células afeta a função neuronal, é justificável estender o termo “neurotóxico” para englobar espécies químicas que também prejudicam adversamente os astrócitos (AGUILAR et. al, 2004).
2.2 NEUROTOXINAS COMUNS AO AMBIENTE NATURAL
Figura 1 – Substâncias químicas neurotóxicas comuns ao ambiente natural
2.3 NEUROTOXINAS E O DESENVOLVIMENTO E PROGRESSÃO DE DOENÇAS NEURODEGENERATIVAS
Patologias frequentes, como malformações congênitas, infarto do miocárdio, neoplasias, transtornos neuropsiquiátricos, diabetes e doença de Alzheimer, resultam em morbidade ou mortalidade prematura em aproximadamente dois terços dos indivíduos afetados ao longo de suas vidas. Muitas dessas doenças têm uma tendência a ocorrer em famílias, com casos que se agrupam entre parentes em uma proporção maior do que na população em geral. No entanto, seu padrão de herança geralmente não se enquadra nos padrões mendelianos. Isso ocorre porque essas doenças raramente resultam exclusivamente da herança de um ou dois alelos de efeito significativo em um único locus, como observado nos distúrbios mendelianos dominantes e recessivos. Acredita-se que interações complexas entre diversas variantes genéticas, que modificam a suscetibilidade à doença, juntamente com exposições ambientais específicas e possíveis eventos casuais, atuem em conjunto para desencadear, acelerar ou proteger contra o processo da doença. Por essa razão, essas condições são consideradas de origem multifatorial e são classificadas como complexas. Nesse sentido, a exposição ambiental a neurotoxinas presentes no ambiente natural como os metais pesados, pode, em muitos casos, acelerar ou desencadear o processo da doença em indivíduos que já possuem uma predisposição genética a desenvolver patologias do SNC (THOMPSON, 2014, 87-91).
2.4 O MERCÚRIO COMO NEUROTOXINA
O mercúrio é classificado em terceiro lugar pela Agência do Governo dos EUA para Substâncias Tóxicas e Registro de Doenças dentre os elementos ou substâncias mais nocivos do planeta, juntamente com arsênico e chumbo, os quais continuam a ser descarregados em nossos corpos hídricos e solo, lançados em nossa atmosfera e consumidos por meio de nossa alimentação e água. As atividades antropogênicas aumentaram quase três vezes a quantidade de mercúrio presente na atmosfera, e a carga atmosférica está crescendo a uma taxa de 1,5% ao ano. A contaminação do solo por mercúrio ou a redistribuição de água contaminada tem o potencial de adentrar a cadeia alimentar por meio de vegetais e animais. Uma vez inserido na cadeia alimentar, o mercúrio pode se acumular biologicamente, resultando em efeitos adversos para a saúde humana. O mercúrio ocorre naturalmente e também é um poluente antropogênico. A emissão de mercúrio processado pode resultar em um aumento contínuo da quantidade de mercúrio atmosférico, que entra nos ciclos de distribuição atmosfera-solo-água, onde pode persistir por longos períodos. A intoxicação por mercúrio é consequência da exposição ao mercúrio ou seus compostos, resultando em diversos efeitos tóxicos, variando de acordo com sua forma química e via de exposição. A principal via de exposição humana ao metilmercúrio (MeHg) ocorre predominantemente por meio do consumo de peixes, frutos do mar e animais selvagens contaminados, que foram expostos ao mercúrio por meio da ingestão de organismos inferiores contaminados. A toxicidade do MeHg está associada a danos no sistema nervoso em adultos e a comprometimento do desenvolvimento neurológico em bebês e crianças. O mercúrio ingerido pode sofrer bioacumulação, resultando em incrementos progressivos nas cargas corporais. O mercúrio apresenta efeitos tóxicos significativos em nível celular, cardiovascular, hematológico, pulmonar, renal, imunológico, neurológico, endócrino, reprodutivo e embrionário (RICE et. al, 2014).
2.5 O CHUMBO COMO NEUROTOXINA
Variadamente de outros metais, como ferro, zinco, cobalto, cromo, manganês e cobre, o chumbo é um elemento completamente estranho ao metabolismo humano, independentemente da quantidade. Trata-se de uma substância neurotóxica cuja presença nos diferentes tecidos, a partir de uma concentração mínima (superior a 10 μg/dL), interfere em distintas atividades metabólicas, resultando em sinais e sintomas da enfermidade denominada saturnismo ou intoxicação por chumbo. O chumbo, em quantidades encontradas na natureza, não acarreta problemas para os seres humanos (CARVALHO et al., 2017). Entretanto, sua utilização em larga escala em processos industriais e a consequente liberação no ambiente fazem dele um dos principais contaminantes ambientais do planeta. Esse metal passou a ser empregado em processos industriais no século XVIII, o que ocasionou uma contaminação ambiental e intoxicação humana em proporções significativas, a ponto de ser considerado, no final do século XIX, uma epidemia nos países desenvolvidos. O sistema nervoso e o sistema digestivo são os mais suscetíveis ao chumbo, e o hábito infantil de explorar o ambiente com a boca, comum na infância, pode aumentar as vias de exposição por meio do solo, poeira doméstica e ar. Crianças podem ingerir 5 μg/dL por dia, sendo 1% proveniente do solo, 7% da água, 75% da poeira e o restante de outras fontes. Pesquisadores como Figueiredo, Capitani e Gitahy (2005) destacam que as brincadeiras típicas dos meninos, que os levam mais para as ruas, podem aumentar a via de exposição dessa população em relação às meninas. Estatísticas do Centro de Vigilância Epidemiológica (CVE, 2002) indicam que aproximadamente 4% de todas as crianças do mundo apresentam níveis elevados de chumbo no sangue. A ação do chumbo no organismo, inibindo ou imitando o cálcio e interagindo com proteínas, resulta em mecanismos de toxicidade que envolvem processos bioquímicos fundamentais, afetando todos os órgãos e sistemas. Além disso, o chumbo também interfere no metabolismo dos carboidratos, reduzindo a circulação de glicose no cérebro, que, juntamente com o oxigênio, é a principal fonte de energia para os neurônios, podendo gerar problemas na área percepto sensório-motora. Conforme relatado pelo CDC (1992), a intoxicação por chumbo com níveis superiores a 10 μg/dL no sangue pode ocasionar alterações neurocomportamentais em crianças, como déficits no desenvolvimento psicológico, hiperatividade, atraso no desenvolvimento da linguagem e cognição (DESCANIO et al., 2015).
2.6 DISTRIBUIÇÃO DO MERCÚRIO NA REGIÃO DE PORTO VELHO
Estudos recentes acerca da distribuição do mercúrio (Hg) na região da bacia do Rio Madeira revelam processos de acumulação biológica e magnificação trófica na fauna aquática, embora os níveis atuais, avaliados em sedimentos e águas, estejam dentro dos parâmetros considerados normais para a região. Isso indica que, apesar da significativa redução das atividades de mineração de ouro a partir da metade dos anos 90, as quantidades de mercúrio lançadas na bacia do Rio Madeira nas décadas de 70 e 80 ainda se encontram dispersas em diferentes componentes bióticos e abióticos, suscetíveis a remobilização e incorporação biológica, como evidenciado pelos resultados obtidos nas concentrações de mercúrio em peixes e na população ribeirinha. Portanto, permanecem como uma ameaça real à saúde humana na região, o que enfatiza a necessidade de um programa de monitoramento contínuo e de pesquisas que esclareçam os principais mecanismos biogeoquímicos que levam à contínua biodisponibilidade do mercúrio nos ecossistemas locais. O fator de emissão médio de mercúrio decorrente das atividades de mineração de ouro na década de 80, estimado por Pfeiffer & Lacerda (1988), era aproximadamente de 1,3 kg de mercúrio por 1,0 kg de ouro produzido. Cerca de 55% a 65% do total de emissões ocorre na atmosfera, principalmente durante a queima do amálgama mercúrio-ouro nos próprios garimpos e durante o processo de purificação do ouro em casas compradoras (PFEIFFER et al., 1988).
Tabela 1 – Dados sobre emissão e contaminação de Mercúrio na região da bacia do Rio Madeira.
| Emissões diretas para rios, solos e corpos d’água | Taxas de deposição | Concentrações de mercúrio o no solo | Concentrações de mercúrio no sedimento atmosférica o das vias urbanas | Fator de emissão Médio de Hg na década de 80 | |
| Percentual | Aproxima da mente 35-45% | 70,83% | 55% a 65% | ||
| Taxas | 40-200 | 30-340 ng.g -¹ | Acima de 100- 200 µg.kg-¹ | ||
| Referências | (Bastos et. al, 2004) | (Lacerda e Salomons , 1998) | (Silva et. al, 2004) | (Silva et. al, 2004) | (Pfeiffer & Lacerda, 1998) |
| Observações adicionais | A emissão é principalmente de vapor de Hg0(Hg metálico) e de uma fração na forma partículada, de espécies Hg2+ e Hg0. | Taxas relativamente elevadas. A contaminação do solo por Hg é comum. | Valores mais elevados próximos às áreas de mineração. | Acima da média de teor de mercúrio dos solos da região amazônica (100-200 µg.kg-¹) | Na década de 80, na bacia do rio madeira , a atividade garimpeiro a era de aproximada mente 1,3kg de Hg por 1,0kg de ouro produzido . |
Figura 2 – Sintomas da contaminação por mercúrio em mulheres indígenas com altos níveis de contaminação no sangue
>https://azmina.com.br/reportagens/em-tres-aldeias-do-para-60-das-indigenas estao contaminadas/<
3. METODOLOGIA
Tipo de Pesquisa
A pesquisa empregou análise geoquímica do solo para quantificação de metais pesados e a aplicação de questionários para avaliação dos achados sintomatológicos na população. Posteriormente a obtenção dos resultados, questionários foram desenvolvidos com base em protocolos epidemiológicos validados com foco em coletar informações sobre: dados demográficos e socioeconômicos, histórico de exposição a fontes potenciais de metais pesados (como contato direto com o lixão a céu aberto); sintomas neurológicos relatados (como cefaleia, tontura, neuropatias periféricas, tremores e problemas cognitivos); histórico clínico de patologias neurológicas diagnosticadas, no entrevistado ou em conhecidos, com ênfase em doenças neurodegenerativas, como Parkinson e Alzheimer, a fim de correlacionar a sintomatologia aos achados no solo.
Local Da Pesquisa
A pesquisa foi conduzida na Comunidade Vila Princesa, situada na zona leste de Porto Velho, capital do estado de Rondônia. A comunidade é conhecida por abrigar um lixão a céu aberto e possui aproximadamente 1.148 habitantes, a maioria dos quais está diretamente envolvida em atividades relacionadas ao lixão. A Vila Princesa não possui infraestrutura básica, como ruas asfaltadas, saneamento básico e acesso à água encanada (Figura 1).
Figura 1. Comunidade Vila Princesa, Porto Velho, Rondônia
População E Amostra
Para avaliar a contaminação do solo, foram coletadas duas amostras: uma na área mais distante do depósito de resíduos e outra diretamente no lixão. Cada amostra, de aproximadamente 500 g, foi coletada com material plástico para evitar contaminação metálica e armazenada em sacos plásticos para posterior análise.
Análise Geoquímica
A determinação da concentração de metais pesados foi realizada em colaboração com o Laboratório de Biogeoquímica da Universidade Federal de Rondônia. Utilizou-se a técnica de solubilização ácida, seguida de quantificação por espectrometria de absorção atômica com geração de vapor frio (FIMS 400, Perkin Elmer). Essa metodologia permite a extração eficiente dos analitos, garantindo alta precisão na quantificação (15).
A determinação da concentração de mercúrio total (HgT) foi realizada por meio da técnica de solubilização ácida, seguida de quantificação por espectrometria de absorção atômica com geração de vapor frio utilizando o equipamento FIMS 400 da Perkim Elmer.
A técnica de solubilização ácida consiste na digestão da amostra com uma mistura de ácidos fortes, promovendo a dissolução dos metais presentes. Esse processo permite a extração eficiente dos analitos, possibilitando sua posterior quantificação com alta precisão. A espectrometria de absorção atômica com geração de vapor frio é uma metodologia altamente sensível, empregada especificamente para a determinação de mercúrio. Essa abordagem permite a conversão do mercúrio em sua forma elementar volátil, aumentando a sensibilidade da análise e reduzindo interferências.
A técnica de espectrometria de emissão óptica com plasma acoplado individualmente é um método de análise de múltiplos elementos que se vale de um plasma altamente aquecido para estimular os átomos a emitirem luz em comprimentos de onda distintos, os quais são únicos para cada elemento químico em particular. A quantidade de fótons gerados está intimamente ligada à quantidade desse elemento presente na amostra. Neste caso, o objetivo da técnica consiste em proporcionar a análise precisa e sensível dessas substâncias para avaliar o potencial risco ambiental e à saúde pública.
Questionário Sintomatológico
Após a coleta inicial de dados, foram aplicados questionários semiestruturados, fundamentados em protocolos epidemiológicos validados, visando avaliar informações demográficas, histórico de exposição a metais pesados e a ocorrência de sintomas neurológicos, como cefaleia, tontura, neuropatías periféricas, tremores e déficits cognitivos. Os participantes da pesquisa incluíram todos os pacientes da UBS Vila Princesa que residiam na comunidade e que concordaram em participar da pesquisa, no período compreendido entre julho de 2024 e janeiro de 2025. A coleta de dados ocorreu na Unidade Básica de Saúde (UBS) da comunidade durante o segundo semestre de 2024, uma vez por semana. Todos os pacientes presentes foram convidados a participar do estudo, independentemente do motivo da consulta. Os participantes responderam ao formulário em formato presencial, conduzido por autores do presente trabalho, previamente treinados. Foram garantidos o sigilo das informações e o anonimato dos participantes, conforme as diretrizes éticas vigentes.
O cálculo do tamanho amostral foi realizado com base em uma análise estatística que considerou variáveis relevantes para a pesquisa, tais como a prevalência esperada de sintomas neurodegenerativos na comunidade, o nível de confiança desejado e a margem de erro aceitável. Como resultado, foi determinado que seriam necessários 289 formulários para garantir a robustez e a representatividade dos dados a serem coletados. Este cálculo foi fundamentado em princípios estatísticos que visam proporcionar uma amostra suficiente para a generalização dos resultados.
No entanto, durante o período designado para a coleta de dados, enfrentamos desafios logísticos e sociais que limitaram a captação de informações, resultando na obtenção de apenas 99 formulários preenchidos. Essa discrepância entre o número amostral calculado e o número efetivamente coletado ressalta os riscos e limitações associados à utilização de formulários em pesquisas desse tipo, especialmente em comunidades expostas a neurotoxinas. Como consequência, a margem de erro dos dados coletados foi estimada em aproximadamente 9,42%, o que pode comprometer a precisão estatística dos resultados obtidos, o que implica na necessidade de cautela ao interpretar os dados.
Critérios De Inclusão E Exclusão
O estudo do solo da comunidade, abarcou amostras de solo colhidas em locais opostos, com o principal critério de inclusão consistindo na seleção de amostras antagônicas. A primeira das amostras foi coletada em uma área distante do depósito de resíduos sólidos, enquanto a outra foi retirada diretamente do ambiente de lixão a céu aberto. O intento residia na análise da influência dos resíduos na qualidade do solo e na manifestação ou ausência do aumento da quantidade de neurotoxinas ambientais. As amostras que não satisfizeram a esses critérios foram excluídas da análise. Importa frisar que as amostras foram submetidas a técnicas de análise química a fim de identificar elementos químicos enquadrados na categoria de neurotoxinas, como metais pesados, visando obter informações sobre a composição química do solo e eventuais contaminações. A coletagem priorizou a preservação das amostras como garantia de resultados que podem contribuir para uma melhor compreensão dos riscos à saúde da população exposta a essas condições ambientais adversas.
O formulário sintomatológico foi aplicado na comunidade de Vila Princesa ao longo de 2024, abrangendo todos os pacientes atendidos na Unidade Básica de Saúde (UBS), independentemente do motivo da consulta, para ampliar a diversidade de participantes e minimizar vieses de seleção. Foram incluídos apenas moradores com comprovação de residência mínima de seis meses na comunidade, assegurando exposição contínua ao ambiente. Os critérios de exclusão contemplaram indivíduos não residentes, pessoas incapazes de responder ao questionário, e aqueles que se recusaram ou não puderam fornecer consentimento livre e esclarecido. Além disso, foram excluídos pacientes com diagnósticos prévios de doenças neurológicas estabelecidos antes de sua chegada à comunidade, visando isolar fatores externos à exposição ambiental local.
Análise Dos Dados
Os dados coletados foram submetidos a uma análise criteriosa, a fim de avaliar a possível vulnerabilidade da comunidade Vila Princesa em relação à presença de neurotoxinas, bem como compreender o impacto quantitativo dessas substâncias na vida diária e na saúde dos moradores. Essa avaliação considerou as concentrações de metais pesados previamente identificados como neurotoxinas relevantes, além de investigar a correlação entre tais concentrações e os sintomas relatados na comunidade.
Para identificar padrões de sintomas neurológicos na comunidade Vila Princesa através da técnica de Análise de Componentes Principais (PCA), com o objetivo de reduzir a dimensionalidade dos dados e facilitar a interpretação das relações entre sintomas diversos associados à exposição ambiental, foram analisadas respostas dos moradores da comunidade referentes a 29 sintomas neurológicos relatados. A análise PCA foi aplicada aos dados transformados em variáveis binárias (presença ou ausência de sintomas). Os dados foram normalizados com Standard Scaler antes da aplicação do PCA. Optou-se por extrair dois componentes principais para facilitar a visualização gráfica e interpretação dos resultados.
Os resultados obtidos possibilitam a formulação de conclusões fundamentadas que refletem a situação da comunidade Vila Princesa em relação à exposição a neurotoxinas e aos riscos potenciais associados. Essas conclusões fornecem uma visão abrangente dos impactos sobre a qualidade de vida e a saúde dos moradores, levando em consideração tanto a exposição direta quanto a potencial contaminação do solo e dos recursos naturais essenciais para a comunidade.
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES OU ANÁLISE DOS DADOS
4.1 HGT (CONCENTRAÇÃO DE MERCÚRIO TOTAL)
Obteve-se um valor de 0,2990 para a concentração de mercúrio total (HgT) encontrado no solo da comunidade. Esse valor foi comparado com o padrão de referência estabelecido, que é de 0,2800, apontando a presença de quantidades elevadas da concentração de mercúrio total no solo.
Evidenciou-se a presença de mercúrio total em níveis foram da normalidade na comunidade, torna-se evidente o risco da bioacumulação e seus consequentes efeitos na saúde da população. Ao serem questionados sobre a ocorrência de sintomas neurológicos (perda de memória, tremor, dificuldades cognitivas, alterações de humor) não atribuíveis a outras condições, 52% dos 99 participantes relataram sintomas compatíveis. No entanto, nenhum dos participantes informou ter recebido diagnóstico médico de doença neurodegenerativa, 1 participante (1%) relatou demência.
Ao serem questionados sobre possuírem familiar ou amigo, residente da comunidade de Vila Princesa, previamente diagnosticado com condição degenerativa (exemplificando com Alzheimer, ELA, Doença de Huntington, Demência, Doença de Parkinson, Esclerose Múltipla, Ataxias espinocerebelares), 20 participantes relataram possuir, destes, 57,1% possuem familiar ou conhecido diagnosticado com Alzheimer, enquanto 28,6% possuem familiar ou conhecido diagnosticado com doença de Parkinson. O mercúrio, metal altamente neurotóxico, tem sido associado à Doença de Alzheimer (DA). Estudos prévios em modelos animais demonstraram que a exposição ao mercúrio inibe a polimerização da tubulina, um componente essencial dos microtúbulos, levando à formação de agregados neurofibrilares, similar ao observado em cérebros de pacientes com DA. Essa interferência na estrutura celular pode contribuir para a neurodegeneração (LIU Y, et al., 2023). Além disso, a sinergia tóxica do mercúrio com outros metais, como zinco e cádmio, potencializa seus efeitos deletérios, sugerindo que níveis relativamente baixos de mercúrio podem contribuir para a etiologia da DA. A relação entre a contaminação por mercúrio e a susceptibilidade à DA em indivíduos portadores do gene ApoE também tem sido investigada (FERNANDES et al., 2024).
No que tange as mulheres que já gestaram, concluiu-se que 72,2% das 36 entrevistadas apresentaram parto prematuro, 55,6% tiveram um recém-nascido com baixo peso ao nascer e 13,9% apresentaram aborto espontâneo. Um estudo posterior realizado na província de Fujian demonstrou relação positiva entre a exposição a mercúrio dose-dependente e o parto prematuro, além de relações da concentração de mercúrio no sangue materno com efeitos adversos a gravidez (WU Z et al., 2024).
Referente aos efeitos da exposição durante a gestação, evidenciou-se que 67,4% de 86 entrevistadas referiram aborto, enquanto 8,3% de neonatos apresentaram malformação congênita e 13,9% dos nascidos-vivos apresentaram deficiência mental ou intelectual na primeira infância. O mercúrio é encontrado na natureza em duas formas: orgânica e inorgânica; a forma orgânica é mais hidrossolúvel e pode ser transferida diretamente ao feto por via transplacentária e ser secretada no leite; enquanto a forma inorgânica tende a se concentrar no líquido amniótico. O mercúrio possui efeitos deletérios e teratogênicos, justificados pelo estresse oxidativo e pela influência do mercúrio na rede de microtúbulos, que pode levar a um desarranjo na distribuição cromossômica durante a mitose. Assim, filhos de mães expostas a metilmercúrio podem apresentar retardo mental, paralisia cerebral e crises convulsivas, sendo especialmente prejudicial a exposição durante o período pré-natal (LI S, et al., 2022).
Os entrevistados tiveram a oportunidade de selecionar quais sintomas eram sentidos frequentemente e sem explicação durante a entrevista, e destes, as sintomatologias mais prevalentes observadas foram: tremores (31,9%), dificuldade de concentração (31,9%), perda de memória (28,6%), mudanças de humor (36,3%) e confusão mental (22%). Esses efeitos neurotóxicos podem ocorrer devido à capacidade do mercúrio de atravessar a barreira hematoencefálica, resultando em danos neuronais que comprometem funções cognitivas e motoras (GARCIA ML, et al., 2024). Estudos indicam que a intoxicação crônica pode levar a impactos irreversíveis na qualidade de vida dos indivíduos expostos. Outros sintomas significativamente relatados foram a insônia (50,5%), anemia (30,8%) e fraqueza muscular (28,6%). Estudos indicam que a intoxicação por mercúrio pode levar a manifestações neurológicas, como insônia, devido à sua ação neurotóxica. Além disso, a exposição crônica ao mercúrio pode resultar em anemia, possivelmente decorrente de sua interferência na síntese de hemoglobina. A fraqueza muscular também é um sintoma relatado, associado ao efeito do mercúrio sobre o sistema nervoso e muscular.
4.2 RESULTADOS: CO, MN, CR, NI, PB, FE, ZN, AL, AS, BA, CD, MG, SR, TI, V.
Dentre as substâncias investigadas na área do Lixão de Vila Princesa, foram identificadas concentrações significativamente superiores aos valores de referência regional para três metais pesados: Níquel (Ni), Zinco (Zn) e Titânio (Ti). A presença elevada desses metais no solo pode ter implicações para a saúde humana.
Embora as substâncias mencionadas (CO, MN, CR, NI, PB, FE, ZN, AL, AS, BA, CD, MG, SR, TI, V) não tenham uma relação direta com o funcionamento normal do sistema nervoso central humano, podem ter impactos negativos sobre o SNC, quando presentes em concentrações elevadas ou em casos de exposição crônica. Os metais pesados são classificados com base em sua densidade consideravelmente elevada e notável toxicidade, mesmo em concentrações reduzidas. Uma característica intrínseca a esses elementos é sua propensão à bioacumulação no organismo humano. Uma vez que, em sua maioria, não se sujeitam a processos metabólicos significativos, eles têm a capacidade de permanecer acumulados nos tecidos e órgãos até que sejam, eventualmente, excretados em sua forma ativa. No entanto, enquanto estão armazenados nas células, esses metais pesados podem desencadear reações prejudiciais e adversas a essas estruturas (MOSCHEN & GONÇALVES, 2020).
O desequilíbrio de metais essenciais, como ferro, cobre e zinco, gera a produção excessiva de espécies reativas de oxigênio, resultando em danos a lipídios, proteínas e DNA (KIM SJ et al., 2023). O ferro e o cobre, especialmente, catalisam reações de redução, aumentando a formação de radicais livres e contribuindo para a neurodegeneração. O ferro em condições normais seria absorvido e utilizado em reações como a formação do grupamento Heme, porém em situação de acúmulo este participa da reação de Fenton, a qual sua forma reduzida Fe²⁺, reage com o peróxido de hidrogênio e forma hidroxila, o radical livre mais importante. Ademais, metais não essenciais, tais quais chumbo, cádmio, alumínio e mercúrio, aumentam esses processos por interferirem na homeostase neuronal e desencadearem a agregação anormal de β-amiloide e tau, proteínas diretamente ligadas à disfunção sináptica e morte neuronal (ZHOU L et al., 2024). O acúmulo destas, forma placas amiloides e emaranhados neurofibrilares, características marcantes da doença. Simultaneamente, a exposição crônica a esses metais também ativa células imunes no cérebro, a chamada micróglia, induzindo a inflamação persistente que agrava os danos neuronais. (CHEN et al., 2022)
O Níquel (Ni) apresentou concentração de 60,013 em relação ao referencial de 54, indicando contaminação elevada no solo da comunidade. A exposição ao níquel, principalmente por inalação, está associada a problemas respiratórios e ao câncer de pulmão, sem evidências de impacto no SNC. No que tange aos entrevistados, 11,3% relataram serem portadores de asma, e nenhum relatou possuir ou conhecer um morador da comunidade diagnosticado com câncer de pulmão.
A exposição ao níquel tem sido associada ao desenvolvimento de asma, especialmente em contextos ocupacionais. Um estudo de caso publicado na Open Research Journal observou que a exposição experimental de culturas de mastócitos a íons de níquel e outros metais presentes no ar ambiente provocou a ativação dessas células, sugerindo um possível mecanismo para o desenvolvimento de asma em indivíduos expostos a esses metais (KOLBERG et al., 2019).
Em consonância a Iskandar et al. (2022), a exposição ao níquel é provável fator causal de danos respiratórios. A exposição crônica ao níquel, evidenciado pelo estudo realizado na região de Volta Redonda, Rio de Janeiro, relaciona diretamente o aumento de patologias respiratórias, tais quais asma e bronquite, especialmente em populações vulneráveis, como os trabalhadores da empresa siderúrgica e moradores de área de risco, como lixões. A poluição do ar nesses ambientes, frequentemente contaminada por diversos metais pesados, pode agravar inflamações respiratórias, originar crises asmáticas e contribuir para o desenvolvimento de doenças pulmonares crônicas e processos carcinogênicos (LI S et al., 2023).
O Zinco (Zn) atingiu 493,501 em comparação ao referencial de 467. Concentrações elevadas podem causar distúrbios gastrointestinais e interferir na absorção de ferro (Fe) e cobre, afetando a nutrição e possivelmente impactando o SNC, com potencial associação ao declínio cognitivo em idoso e a doenças neurodegenerativas como Parkinson. A interferência na absorção de ferro (Fe) e cobre pode afetar negativamente o estado nutricional, contribuindo para o desenvolvimento de anemia. Isso é particularmente relevante considerando que 30,8% dos entrevistados relataram anemia. No que diz respeito ao sistema nervoso central (SNC), o desequilíbrio na homeostase de metais essenciais, incluindo o zinco, tem sido associado a doenças neurodegenerativas, como a doença de Parkinson. Estudos indicam que tanto a deficiência quanto o excesso de zinco podem contribuir para o estresse oxidativo no cérebro, um fator implicado na patogênese de doenças neurodegenerativas. A observação de que 28,6% dos entrevistados conhecem um morador da comunidade com doença de Parkinson pode sugerir uma possível correlação entre os níveis elevados de zinco e a prevalência dessa condição na população estudada.
O Titânio (Ti) foi detectado em 942,198 para um referencial de 850, condizente com áreas de deposição de resíduos sólidos. Embora não seja considerado tóxico para o SNC, a exposição a partículas finas pode causar problemas respiratórios e impactos gerais na saúde como irritação respiratória, irritação cutânea, irritação digestiva e irritação oftálmica. 11% dos entrevistados apresentaram náuseas, vômitos e diarreias sem motivo evidente e irritação respiratória.
Os dois primeiros componentes principais extraídos explicaram conjuntamente 25,5% da variância total dos sintomas: Componente Principal 1 (PC1) que explicou aproximadamente 14,29% da variância total e Componente Principal 2 (PC2) que explicou aproximadamente 11,21% da variância total (Figura 2).
Figura 2. Análise de Componentes Principais (PCA) dos Sintomas Neurológicos
O gráfico de PCA representa uma técnica estatística que permite reduzir a dimensionalidade dos dados, condensando as informações de múltiplas variáveis em poucos componentes principais, facilitando sua interpretação. No eixo X é Componente Principal 1 (PC1) e no eixo Y é Componente Principal 2 (PC2), cada ponto no gráfico representa um indivíduo da amostra estudada, a proximidade ou agrupamento dos pontos indica similaridade nos perfis sintomatológicos entre os indivíduos e os pontos mais afastados sugerem indivíduos com perfis distintos de sintomas. Fonte: Do próprio autor.
A análise dos pesos dos sintomas nos componentes principais permitiu identificar os seguintes padrões: Componente Principal 1 (PC1) foi fortemente influenciado pelos seguintes sintomas de Confusão mental (0,291), Dificuldade de concentração (0,331), Mudanças de humor (0,312) e Anemia (0,269). Esses sintomas podem representar um padrão associado à exposição crônica a neurotoxinas e possivelmente refletindo comprometimento cognitivo e emocional generalizado.
O Componente Principal 2 (PC2) foi caracterizado principalmente por Náuseas (0,289), Tremores (0,171), Movimentos involuntários (-0,241) e Perda de memória (-0,312), que indica sintomas neurológicos mais específicos, que podem estar relacionados a tipos específicos ou agudos de exposição neurotóxica.
A PCA destacou dois agrupamentos distintos de sintomas neurológicos, possivelmente indicando diferentes formas de impacto neurológico em resposta à exposição ambiental contínua na comunidade estudada. O primeiro componente sugere comprometimento cognitivo mais difuso, enquanto o segundo componente revela um grupo específico de sintomas motores e de memória, frequentemente associados a exposições neurotóxicas agudas ou severas.
5. CONCLUSÃO/CONSIDERAÇÕES FINAIS
O presente trabalho analisou a presença e quantidade de neurotoxinas no solo da comunidade de Vila Princesa, que culminou em valores elevados de HgT (concentração de mercúrio total) e dos metais: Ni, Zn e Ti.
A análise de mercúrio total (HgT) em amostras de solo utilizando a técnica de solubilização ácida seguida de espectrometria de absorção atômica com geração de vapor frio demonstrou um valor de concentração de 0,2990 em comparação com um padrão de referência de 0,2800. A porcentagem de recuperação de 106% indicou uma precisão superior à esperada. Esse resultado é o mais relevante ao presente trabalho, pois o mercúrio pode entrar na cadeia alimentar e causar efeitos adversos na saúde humana. A toxicidade do mercúrio está associada a danos no sistema nervoso, particularmente à capacidade do mercúrio metálico de atravessar a barreira hematoencefálica e causar efeitos neurotóxicos, estando assim associada à progressão e ao surgimento de doenças neurodegenerativas.
A pesquisa referente a valores individuais de diferentes metais revelou valores alterados frente ao referencial em relação ao Ni, Zn e Ti. A respeito desses metais, podemos considerar que os moradores da comunidade de Vila Princesa, por meio da exposição ao solo, estão sujeitos a desenvolver principalmente problemas respiratórios, por meio da inalação de partículas finas. Em casos específicos, como a exposição prolongada ao Zn, é plausível considerar a capacidade do elemento de interferir na absorção de nutrientes, como o ferro, o que pode impactar a saúde do sistema nervoso central e ser associado a doenças neurodegenerativas, como a doença de Parkinson.
A análise multivariada com PCA revelou claramente padrões distintos entre os sintomas neurológicos reportados, evidenciando a existência de agrupamentos específicos que poderiam indicar diferentes mecanismos de toxicidade ou tipos de exposição ambiental na comunidade Vila Princesa. Esses resultados sugerem a necessidade de estudos clínicos detalhados para confirmação diagnóstica e avaliação das vias específicas de exposição que levam a tais padrões sintomatológicos.
REFERÊNCIAS
ARAÚJO, TF. Mendonça F, Oliveira BFA. Degradação ambiental e incidência de Parkinson em regiões com depósitos de resíduos sólidos no Nordeste brasileiro. Ambient Soc. 2022;25:e02721.
BELLINGER, D. C. Lead neurotoxicity and socioeconomic status: synergistic effects on cognitive development. Environ Health Perspect., 2022; 130(12):1289. doi:10.1289/EHP9082.
CHEN, P. et al. Environmental heavy metal exposure and risk of Parkinson’s disease: a systematic review and meta-analysis. Environ Res., 2022; 213:113145. doi:10.1016/j.envres.2022.113145.
FERNANDES, A. et al. Heavy metals exposure and Alzheimer’s disease: a comprehensive review. Neurosci Lett., 2024; 812:137395. doi:10.1016/j.neulet.2024.137395.
GARCIA, M. L. et al. The effects of heavy metal exposure on brain and gut microbiota. Environ Pollut., 2024; 321:122124. doi:10.1016/j.envpol.2024.122124.
GOMES, A. P.; MACHADO, C.; ROCHA, J. A. M.; NASCIMENTO, S. Associação entre poluentes ambientais e doenças neurodegenerativas em comunidades vulneráveis no Brasil. Ciênc Saúde Coletiva., 2023; 28(3):789-800.
KIM, H. J. et al. Association of heavy metal complex exposure and neurobehavioral function in children. Environ Health., 2023; 22:59. doi:10.1186/s12940-023-00980-4.
KIM, S. J. et al. Associations between multiple heavy metals exposure and neural biomarkers. Sci Total Environ., 2023; 856:159030. doi:10.1016/j.scitotenv.2023.159030.
KOLBERG, L. et al. Nickel allergy is associated with wheezing and asthma in a cohort of young German adults: results from the SOLAR study. ERJ Open Res., 2020; 6(1):00119- 2019. doi:10.1183/23120541.00119-2019.
LANPHEAR, B. P. Low-level lead exposure and mortality in US adults: a population-based cohort study. Lancet Public Health., 2022; 3(4):e177–e184. doi:10.1016/S2468- 2667(18)30025-2.
LEE, J. H. et al. Environmental risk assessment of trace metal pollution in vulnerable communities. Environ Res., 2023; 215:114225. doi:10.1016/j.envres.2022.114225.
LI, S. et al. The role of environmental exposure to metals in Alzheimer’s disease: a systematic review and meta-analysis. Sci Total Environ., 2023; 849:157941. doi:10.1016/j.scitotenv.2022.157941.
LIU, Y. et al. Co-exposure to lead, mercury, and cadmium induces neurobehavioral alterations. Front Public Health., 2023; 11:1265864. doi:10.3389/fpubh.2023.1265864.
MARTINS, C. A. et al. Evaluation of cognitive, physiological, and biomarker effects of heavy metal exposure in Wistar rats. Vet World., 2024; 17(8):1102–1108. doi:10.14202/vetworld.2024.1102-1108.
MOSCHEM, J. C.; GONÇALVES, P. R. Impacto toxicológico de metais pesados: uma análise de efeitos bioquímicos e celulares. Health Biosci., 2020; 1(2):88–100. doi:10.47456/hb.v1i2.31629.
OLIVEIRA, M. L. C.; SOUZA, J. M.; LIMA, F. W. S.; PEREIRA, B. B. Exposição a metais pesados e risco de doenças neurodegenerativas em populações próximas a lixões: uma revisão sistemática. Saúde Soc., 2021; 30(2):e200345.
PINHEIRO, M. C. N. et al. Avaliação da contaminação mercurial mediante análise do teor de Hg total em amostras de cabelo em comunidades ribeirinhas do Tapajós, Pará, Brasil. Rev Soc Bras Med Trop., 2023. doi:10.1590/0037-8682-0129-2023.
RASHID, M. et al. Comprehensive human health risk assessment of heavy metal contamination in agricultural areas. Front Environ Sci., 2023; 11:1260317. doi:10.3389/fenvs.2023.1260317.
SANTOS, L. B. S.; MACHADO, B. A.; OLIVEIRA JÚNIOR, J. M.; ALMEIDA, T. C. Impactos da exposição a resíduos sólidos urbanos na saúde neurológica de comunidades vulneráveis. Ciênc Saúde Coletiva., 2022; 27(7):2589–2602. doi:10.1590/1413- 81232022277.19932021.
SANTOS, R. M. M.; ALMEIDA, J. R.; COSTA, A. M.; BARCELOS, G. R. M. Neurotoxicidade de pesticidas e metais em residentes de áreas de descarte irregular de resíduos: evidências epidemiológicas. Rev Bras Epidemiol., 2022; 25:e220015.
SILVA, L. B. S.; COSTA JÚNIOR, J. F. S.; PIMENTEL, E. F.; CALDAS, E. D. Resíduos eletrônicos e contaminação por chumbo: impactos na saúde neurológica de populações urbanas. Rev Panam Salud Publica., 2021; 45:e78.
SINGH, R. et al. Heavy metals: toxicity and human health effects. Arch Toxicol., 2024; 98:1507–1530. doi:10.1007/s00204-024-03903-2.
WU, Z. et al. Associations between maternal blood metal concentrations during the first trimester and spontaneous preterm birth: a nested case-control study. Environ Sci Eur., 2024; 36:82. doi:10.1186/s12302-024-00904-x.
ZHANG, W. et al. Exposure to heavy metals and neurocognitive function in adults: a systematic review. Environ Sci Eur., 2024; 36:31. doi:10.1186/s12302-024-00843-7.
ZHOU, L. et al. Insights into behavioral effects and neurodegenerative diseases associated with cadmium exposure. Chemosphere., 2024; 345:140488. doi:10.1016/j.chemosphere.2024.140488.