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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.5.2009.tde-05032010-145920
Document
Author
Full name
Mauro Tadeu Ajaj Saieg
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2009
Supervisor
Committee
Bernardi, Fabiola Del Carlo (President)
Cury, Patricia Maluf
Martini Filho, Dino
Saiki, Mitiko
Saldiva, Paulo Hilario Nascimento
Title in Portuguese
Estudo comparativo da composição das partículas ambientais depositadas e retidas nos pulmões e linfonodos hilares pulmonares
Keywords in Portuguese
Laser
Material particulado
Microdissecção
Microscopia eletrônica de varredura
Poluição ambiental
Pulmão
Abstract in Portuguese
INTRODUÇÃO: A exposição prolongada às partículas ambientais está associada à mortalidade prematura devido às causas cárdio-respiratórias e ao câncer do pulmão. O tamanho e composição destas partículas estão relacionados à maior toxicidade, agravada pela retenção prolongada destas partículas no pulmão. Pode-se postular que partículas com diferentes composições elementares podem ter distribuição diferente ao longo da árvore traqueobrônquica. A captura por micro-dissecção a laser (CML) aparece neste cenário como uma alternativa rápida e eficaz para se obter amostras para estudo da distribuição destas partículas no pulmão. OBJETIVOS: Testar a eficácia da CML no estudo de partículas retidas no pulmão comparando com outra técnica de análise de cortes de parafina (P), já consagrada na literatura. Comparar também o perfil elementar de partículas retidas ao longo da árvore traqueobrônquica e linfonodos em duas cidades com perfis distintos de poluição, através da CML, associada à espectometria de raios-X por dispersão de energia (RX-DE) aliada à microscopia eletrônica de varredura (MEV). MÉTODOS: Vinte e quatro casos autopsiados foram obtidos em duas cidades com perfis distintos de poluição (São Paulo e São José do Rio Preto). As amostras de parênquima pulmonar obtidas do lobo médio do pulmão direito foram coletadas em três regiões: tecido peribrônquico, parênquima pulmonar periférico e linfonodos hilares. Para P, a análise foi feita em áreas visualizadas no MEV correspondentes às áreas de antracose. Estas áreas de antracose foram também micro-dissecadas, usando CML e analisadas através do RX-DE aliado ao MEV. RESULTADOS: Quando os dois métodos foram comparados, a maioria dos elementos encontrados, mostrando diferença significante, foi vista na CML, exceto pelo Ca e Mg (mais comumente encontrados em P). A análise elementar das partículas depositadas ao longo da árvore traqueobrônquica mostra dois grupos de distribuição dos elementos, com deposição predominante peribronquiolar ou com deposição predominante linfonodal. A análise elementar das áreas peribrônquicas descrimina melhor (95.8 %), o tipo de exposição à poluição, sem diferença significante para os outros locais estudados. CONCLUSÃO: Os perfis elementares das partículas retidas ao longo da árvore traqueobrônquica mostram dois grupos com padrão de distribuição distinta. A região proximal é o principal local para discriminação do tipo de exposição do indivíduo, sendo a antracose o carimbo da exposição à poluição. A CML se mostrou também uma ferramenta útil para discriminar áreas de interesse no estudo da análise elementar de partículas retidas no pulmão quando comparada com a análise nos cortes de parafina.
Title in English
Comparative study of the composition of the ambient particles deposited and retained in the lungs and hylar lymph nodes
Keywords in English
Environmental pollution
Laser
Lung
Microdissection
Particulate matter
Scanning electron microscopy
Abstract in English
RATIONALE: Prolonged exposure to ambient particles is associated with premature mortality due to cardio respiratory diseases and lung cancer. Size and composition of these particles determine toxicity, aggravated by their long term retention in the lungs. In this context, it is plausible to postulate that different particles with different elemental composition must have distinct distribution patterns along the bronchial tree. Laser capture microdissection (LCM) appears as a rapid and efficient alternative for obtaining representative lung tissue for particle analysis. OBJECTIVES: To test laser capture microdissection (LCM) as a new tool for studying particle retention, comparing to a classical method using paraffin sections (PS). To compare the elemental profile of particles retained along the bronchial tree and lymph nodes in two cities with distinct pollution backgrounds by using LCM, through energy dispersive x-ray (EDX) and scanning electron microscopy (SEM). METHODS: Twenty-four right lung middle lobes from autopsied cases were obtained in two cities with different pollution backgrounds. Lung samples were collected from three distinct regions in the lungs at the time of autopsy: peribronchial tissue, peripheral parenchyma and hylar lymph nodes. For PS, analysis was performed in areas visualized in the SEM correspondent to anthracotic areas. These areas of anthracosis were also microdissected using LCM and analyzed for elemental composition through EDX allied to SEM. RESULTS: When the two methods were compared, the majority of the elements showing significant difference was predominantly found when LCM was used, except for Ca and Mg (more related to PS) Elemental analysis of particles deposited along the bronchial tree shows two groups of distribution: elements with preferable peribronchiolar or preferable lymph node deposition. Elemental profile of peribronchial areas discriminate accurately (95.8 %) the type of pollution exposure, with no statistical difference noted for the other sites. CONCLUSIONS: Elemental profiling of the particles retained along the bronchial tree shows two groups with distinct distribution patterns. The proximal bronchial tree is the main site for discrimination of pollution exposure, with an elemental finger print of anthracosis. LCM has also proven to be a useful tool in discriminating areas of interest for elemental analysis of particles retained in the lung when compared to analysis in PS.
 
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Publishing Date
2010-03-15
 
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