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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.6.2020.tde-12112019-140122
Document
Author
Full name
Allan Santos de Oliveira
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2019
Supervisor
Committee
Olympio, Kelly Polido Kaneshiro (President)
Batista, Bruno Lemos
Kuno, Rubia
Razzolini, Maria Tereza Pepe
Title in Portuguese
Chumbo e cádmio em unhas das mãos como biomarcadores de exposição subcrônica na biomonitorização de pré-escolares
Keywords in Portuguese
Biomarcadores
Cádmio
Chumbo
Exposição Ambiental
Metais
Pré-escolar
Saúde Pública
Unhas
Abstract in Portuguese
Introdução - Crianças estão expostas diariamente a diversos fatores de risco que podem afetar sua saúde, desde condições socioculturais e fisiológicas, até exposições endógenas e exógenas. Elementos Potencialmente Tóxicos (EPT) podem ser mais absorvidos por crianças em comparação a adultos. Os efeitos crônicos surgem mesmo com exposição a baixas doses, pois as crianças estão em fase de desenvolvimento e, portanto, são mais vulneráveis. Níveis desses EPTs em matrizes biológicas são comumente usados como biomarcadores de exposição ambiental. Objetivo - Explorar o uso de biomarcadores de exposição subcrônica a chumbo e cádmio em unhas das mãos. Métodos - Foram analisadas e comparadas amostras de sangue e unha de 592 indivíduos, as quais foram coletadas em estudo prévio. A população de estudo foi composta por pré-escolares entre 1 e 4 anos de idade que frequentavam 50 Centros de Educação Infantil (CEI) da cidade de São Paulo na época da coleta. As análises de ambas as amostras foram realizadas por espectrometria de massa com plasma indutivamente acoplado (ICP-MS). Para avaliar se a intensidade da exposição a chumbo e ao cádmio impacta nos níveis dos elementos analisados em unhas, os resultados dos metais no sangue foram estratificados por níveis de exposição ao chumbo e ao cádmio. Para baixa exposição foram consideradas as amostras com níveis sanguíneos menores do que os valores de referência do Centers for Diseases Control and Prevention (CDC) (< 5 µg.dL POT. -1 para chumbo e < 0,24 µg.L POT.-1 para cádmio). No grupo de alta exposição, foram incluídas as amostras com níveis sanguíneos acima dos percentis 97,5 para o chumbo e 95 para o cádmio, encontrados nas crianças anteriormente estudadas (> 13,9 µg.L POT.-1 e 2,97 µg.L POT.-1, respectivamente). O intervalo entre os valores de referência e os percentis ficou estabelecido como faixa de exposição intermediária. Testes de correlação de Spearman foram aplicados entre as concentrações de ambos os metais no sangue e na unha (p < 0,05), considerando fatores de risco potenciais (localização do CEI por densidade de tráfego veicular e zona geográfica, e existência de fumante no domicílio). Resultados - A média geométrica dos níveis de chumbo nas unhas foi de 0,02 µg.g POT. -1 (IC 95%: 0,02-0,03 µg.g POT. -1). Para o cádmio, a média não foi calculada devido ao alto percentual de valores abaixo do limite de detecção (LD). Correlações positivas foram encontradas entre os níveis de chumbo nas unhas e no sangue (r = 0,08; p = 0,04), entre os níveis do elemento nas unhas e CEI localizado em rua com alta densidade de tráfego de veículos (r= 0,23; p <0,0001). Houve correlação positiva entre os níveis de chumbo e cádmio nas unhas (r = 0,31; p <0,0001) e no sangue (r = 0,35; p <0,0001), sendo mais expressiva nas unhas do grupo de pré-escolares de escolas localizadas na zona leste (r = 0,44; p <0,0001). Conclusão - Chumbo na unha pode ser eleito como biomarcador de exposição, quando se pretende iniciar um screening de exposição ambiental, sobretudo em áreas de alta densidade de tráfego de veículos. Os pré-escolares sofreram coexposição entre chumbo e cádmio. O uso da unha na biomonitorização de pré-escolares pode auxiliar no delineamento de estudos posteriores de exposições ambientais aos EPTs, redirecionando recursos com maior precisão.
Title in English
Lead and cadmium in fingernails as subchronic exposure biomarkers in preschool children biomonitoring
Keywords in English
Biomarkers
Cadmium
Child
Environmental Exposure
Lead
Metals
Nails
Preschool
Public Health
Abstract in English
Introduction - Children are daily exposed to several risk factors that can affect their health, from sociocultural and physiological conditions to endogenous and exogenous substances exposure. Potentially toxic elements (PTE) can be more absorbed by children than adults. Chronic effects can appear even at low exposures, because children are in development phase and, therefore, are more vulnerable. PTE levels in biological matrices are commonly used as environmental exposure biomarkers. Objective - To explore the use of lead and cadmium sub chronic exposure biomarkers in fingernails. Methods - blood and nail samples of 592 individuals will be analyzed and compared, which were collected in previous study. The study population was composed of preschool children aged between 1 and 4 years old who attended 50 day care centers (DCC) in the city of São Paulo at the sampling time. Both sample analysis were performed by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). To assess if lead and cadmium exposure intensity impacts in analyzed nail element levels, the results of blood metals were stratified by lead and cadmium exposure levels. As low exposure was considered samples with blood levels lower than the Centers for Diseases Control and Prevention (CDC) reference values (<5 µg.L POT.-1 for lead and <0.24 µg.L POT.-1 for cadmium). High exposure group included samples with blood levels above the 97.5th percentile for lead and 95th for cadmium found in the previously studied children (> 13.9 µg.L POT.-1 and 2.97 µg.L POT.-1, respectively). The interval between the reference values and the percentiles was established as the intermediate exposure range. Spearman's correlation tests were applied between the concentration of both metals in the blood and the nail (p <0.05), considering PTE exposure risk factors (DCC location by vehicle traffic density and geographic region, and smoker in the home. Results - The geometric mean of nail lead levels was 0.02 µg.g POT. -1 (95% CI: 0.02- 0.03 µg.g POT. -1). Cadmium means are not calculated because high percentage of values below limit of detection (LD). Positive correlations were found between nail and blood lead levels (r = 0.08; p = 0.04), between nail lead level and DCC located in high vehicle traffic density street (r = 0.23; p <0.0001). Positive correlation also found between nail and lead and cadmium levels (r = 0.31; p <0.0001) and between blood (r = 0.35; p <0.0001), being more expressive in nails of DCC east region preschool children group (r = 0.44; p <0.0001). Conclusions - Nail lead can be elected as biomarker of exposure, when are intend to start a screening of environmental exposure, especially in high traffic vehicle areas. Preschool children suffered co-exposure between lead and cadmium. Nail use in preschool children biomonitoring can assist in later PTE environmental exposure studies design, redirecting resources more accurately.
 
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Publishing Date
2020-02-10
 
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