Material particulado fino presente no ar da cidade de São Paulo promove alterações nas células de Purkinje: um estudo experimental em embrião de galinha / Urban fine particles induce alterations in Purkinje cells: an experimental study in chick embryo

RESUMO

A poluição do ar é associada a diferentes patologias inclusive as que afetam o sistema nervoso central. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito do material particulado fino (PM2,5) da cidade de São Paulo nas células de Purkinje de embriões de galinha. Dose única de PM2,5 em suspensão (1,5 ou 20,0 Pg.100Pl-1) foi injetada em ovos fertilizados de galinha em E0 foram artificialmente incubados por 18 dias (E18). Análises morfométricas no cerebelo foram realizadas em material submetido à reação imuno-histoquímica com anticorpos dirigidos à calbindina (CB), ao fator neurotrófico derivado do encéfalo (BDNF) e à caspase 3 (CAS) para avaliação da densidade de células de Purkinje, de seus dendritos e da taxa de apoptose nestas células. A expressão do BDNF no cerebelo foi determinada pelo método de immunoblotting. A ocorrência de elementos traço e de peroxidação lipídica no cerebelo foi avaliada, assim como a atividade da superóxido dismutase (SOD) e da catalase. Não foram observadas diferenças no desenvolvimento geral e na taxa de mortalidade dos embriões submetidos ao PM2,5 em comparação aos controles. Embora o PM2.5 em suspensão tenha apresentado elevada quantidade de elementos traço, depleção na concentrações de elementos como Cu, Mg, Mn, Se e Zn foi observada no cerebelo dos animais. Comparados ao controle salina, animais submetidos às concentrações de PM2,5 apresentaram diminuição da densidade de células de Purkinje CB+ nos grupos PM2,5 (18% no PM2,51,5 Pg e 23% no grupo PM2,5 20,0 Pg). Aumento de 45% na densidade de dendritos das células de Purkinje no grupo exposto a PM2,5 20,0 Pg foi observado. Redução significativa na expressão de BDNF no cerebelo e também na densidade de células de Purkinje BDNF+ no grupo PM2,5 20,0 Pg foi observada em relação aos controles e ao grupo PM2,51,5 Pg. A ocorrência de células de Purkinje apoptóticas não variou entre os grupos deste estudo da mesma forma em que a peroxidação lipídica e a atividade de SOD também não...

ABSTRACT

Air pollutants are associated to several diseases including those related to central nervous system. The aim of this work was to evaluate the effect of urban fine particles (PM2.5) in chicken embryo Purkinje cells. A single dose of PM2.5 suspension in two different concentrations (1.5 or 20.0 Pg.100Pl-1) was injected in fresh laid fertilized eggs on E0. Control groups were performed (intact and saline groups). After 18 days of embryo incubation (E18), no differences in general abnormal development and mortality ratio were found between groups. Cerebellar morphometrical analysis for neuronal density, dendritic outgrowth and cellular apoptosis were scored in anti-CB, anti-BDNF and anti-CAS immunelabeled Purkinje cells. Measurements of trace elements, lipid peroxidation, superoxide dismutase and catalase were performed as well. PM2.5 suspensions presented high amounts of metals but the cerebellar tissue presented metal depletion. Compared to control animals (saline group) both PM2.5 doses exposed embryos showed a decreased number of Purkinje cell CB+ (ca. 18% for PM2.5 1.5 Pg and 23% for PM2.5 20.0 Pg) and increased Purkinje cell dendritic branches density in the PM2.5 20.0Pg exposed embryos (ca. 45% for PM2.5 20.0Pg). Interestingly, a significant reduction of Purkinje cell BDNF expression was observed in the PM2.5 20 Pg group embryos when compared to those of the control and PM2.5 1.5Pg groups. No alterations in the number of Purkinje cells CAS+ were observed. The lipid peroxidation and SOD activity showed similar levels in the cerebellar tissue of all experimental groups, although significant higher levels of CAT were detected in PM2.5 20 Pg group cerebella. In conclusion, urban fine particles impair the embryonic development of Purkinje cells in chick embryo model as well promote the antioxidant defense activation. PM2.5 elemental compounds may disrupt the physiological dendritic pruning of Purkinje cells.