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Os Riscos Ocultos do Arsênico nos Frutos do Mar

Pesquisas mostram que as bactérias intestinais têm um papel na metabolização de arsênico proveniente de frutos do mar.

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O arsênio é um elemento químico que rola na natureza. Ele pode aparecer em diferentes níveis no meio ambiente e vem de fontes naturais, organismos vivos ou atividades humanas. Esse elemento tá presente em alimentos e na água que bebemos, e ficar exposto a ele por muito tempo pode causar sérios problemas de saúde. Alguns dos problemas de saúde incluem questões no coração e pulmões, fraqueza muscular, danos nos nervos, dificuldades de aprendizado nas crianças, problemas digestivos e vários tipos de câncer. A Agência Internacional de Pesquisa sobre Câncer classificou duas formas de arsênio, conhecidas como arsenato e ácido arsenoso, como substâncias que podem causar câncer nas pessoas.

O risco das pessoas ficarem doentes por causa do arsênio pode variar com base nos genes, na dieta, nutrição e escolhas de vida. Pesquisadores também descobriram que as bactérias no nosso intestino têm um papel importante em como o arsênio é absorvido e processado pelo corpo. Por exemplo, quando as Bactérias intestinais diminuem por causa do uso de antibióticos, isso pode afetar como o corpo quebra o arsênio, fazendo com que mais dele se acumule nos órgãos.

Estudos com camundongos e peixes mostraram que as bactérias podem influenciar a quantidade de arsênio que eles acumulam no corpo a partir de alimentos contaminados. Esses micróbios intestinais conseguem transformar o arsênio em diferentes formas, algumas das quais são mais tóxicas que outras. A pesquisa já foi feita pra entender como essas transformações acontecem em laboratório, mas tem pouca informação sobre como as bactérias intestinais mudam o arsênio de frutos do mar, especialmente uma forma chamada arsenobetaína, que é encontrada em peixes e crustáceos.

Arsenobetaína e Suas Fontes

A arsenobetaína é uma forma orgânica de arsênio que vem principalmente do consumo de frutos do mar, como peixes, caranguejos e camarões. É uma fonte significativa de arsênio na dieta de humanos e animais no mundo todo. Pesquisas mostraram que alimentos ricos em arsenobetaína são geralmente seguros para os humanos, com estudos indicando que a arsenobetaína é rapidamente absorvida e excretada na urina, com pouca mudança no corpo.

Mesmo assim, tem evidências de que as bactérias intestinais humanas conseguem quebrar a arsenobetaína em outras formas de arsênio. Isso coloca em dúvida o entendimento anterior de que a arsenobetaína não é tóxica e não muda no corpo. Alguns estudos mais antigos sugeriram que o corpo excreta a arsenobetaína vinda de frutos do mar de forma eficiente. Mas descobertas recentes indicam que isso pode não ser sempre verdade e que parte dela pode se acumular nos intestinos, onde as bactérias intestinais podem transformá-la em outras formas de arsênio que podem ser prejudiciais.

A Importância da Microbiota Intestinal

Pra estudar como as bactérias intestinais afetam o metabolismo do arsênio, os pesquisadores usaram diferentes grupos de camundongos com níveis variados de bactérias. Eles analisaram camundongos sem bactérias, camundongos com um conjunto específico de bactérias, e camundongos com uma variedade natural de bactérias intestinais. Isso permitiu que eles comparassem como o arsênio de uma dieta rica em arsenobetaína era processado nesses diferentes grupos.

Níveis de Arsênio nas Dietas

A maioria das dietas para roedores usadas em experimentos tem níveis de arsênio acima de 100 microgramas por quilograma, às vezes batendo os limites legais pra ração animal. Em uma dieta específica usada em um estudo, a concentração total de arsênio era de cerca de 431 microgramas por quilograma, com a maior parte vindo da arsenobetaína. Outras formas de arsênio presentes incluíam pequenas quantidades de arsenato e ácido dimetilarsínico.

Pra ver se as bactérias intestinais afetavam os níveis de arsênio nos intestinos, os pesquisadores analisaram as concentrações de arsênio em diferentes partes do intestino dos camundongos. Camundongos com uma microbiota diversa mostraram níveis de arsênio mais altos nos intestinos em comparação com camundongos livres de germes. A presença de bactérias aumentou a acumulação de arsênio nos intestinos, sugerindo que as bactérias intestinais têm um papel em como o arsênio é absorvido.

Transformações Microbianas do Arsênio no Intestino

Os pesquisadores examinaram quais formas de arsênio estavam presentes nos intestinos dos camundongos. Eles descobriram que as bactérias presentes no intestino mudaram significativamente os tipos de arsênio encontrados. Os intestinos de camundongos livres de germes mostraram uma quantidade grande de ácido dimetilarsínico, que é uma forma menos tóxica de arsênio. Em contraste, camundongos com bactérias nos intestinos apresentaram tipos de arsênio diferentes, incluindo formas mais tóxicas como o arsenito.

As mudanças nos tipos de arsênio oferecem insights sobre como o arsênio alimentar é transformado pelas bactérias intestinais. Algumas das formas de arsênio criadas pelas bactérias, especialmente as mais tóxicas, sugerem que há caminhos no intestino onde as bactérias podem influenciar diretamente o metabolismo do arsênio.

Acumulação de Arsênio nos Tecidos

A pesquisa também analisou como o corpo distribuiu o arsênio após exposição crônica a uma dieta rica em arsenobetaína. Camundongos com microbiota diversa tinham níveis de arsênio mais altos em vários órgãos, como pulmões e fígado, em comparação com camundongos livres de germes. Curiosamente, o cérebro não mostrou diferenças significativas com base no status da microbiota.

Essas descobertas sugerem que a presença de bactérias intestinais pode estar relacionada a níveis mais altos de arsênio no corpo. As mudanças nas bactérias intestinais podem aumentar a quantidade de arsênio que pode ser absorvida e retida no corpo após o consumo de alimentos ricos em arsenobetaína.

Eliminando Arsênio do Corpo

Os pesquisadores queriam ver quão rápido o arsênio era eliminado do corpo após mudar a dieta dos camundongos pra uma com níveis muito baixos de arsênio. Os resultados mostraram que camundongos com uma microbiota intestinal mais complexa retinham mais arsênio no corpo em comparação com camundongos livres de germes. Isso sugere que ter um conjunto diverso de bactérias intestinais pode retardar o processo de eliminação do arsênio do corpo.

Quando mediram o arsênio nas fezes ao longo de duas semanas após a mudança de dieta, descobriram que os camundongos livres de germes tinham taxas iniciais de eliminação mais lentas. Porém, com o tempo, os camundongos SPF mostraram um padrão de eliminação variado, indicando que diferenças individuais nas bactérias intestinais podem influenciar como o arsênio é expelido do corpo.

Conclusão

A pesquisa destaca a importância das bactérias intestinais em como o arsênio dos alimentos é processado no corpo. Mostra que o arsênio alimentar, especialmente o de frutos do mar, pode não ser tão inofensivo quanto se pensava antes. As interações complexas entre a microbiota intestinal e o metabolismo do arsênio podem levar à formação de espécies de arsênio mais prejudiciais, enfatizando a necessidade de considerar o papel dos micróbios intestinais ao avaliar os riscos à saúde do arsênio na alimentação.

As descobertas também ressaltam a necessidade de mais pesquisas sobre como essas transformações microbianas do arsênio ocorrem, principalmente em um cenário real onde as pessoas consomem uma variedade de alimentos. Entender as interações entre dieta, bactérias intestinais e metabolismo do arsênio pode ajudar a informar práticas de segurança alimentar e políticas de saúde pública sobre a exposição ao arsênio alimentar.

No geral, essa pesquisa fornece insights importantes sobre o arsênio na dieta e o papel crítico da microbiota intestinal, abrindo caminho para novos estudos que podem aprimorar nossa compreensão do impacto do arsênio na saúde humana.

Fonte original

Título: Microbiota-dependent in vivo biotransformation, accumulation, and excretion of arsenic from arsenobetaine-rich diet

Resumo: Arsenic (As) is a naturally occurring metalloid that is ubiquitous in the environment. Various chemical forms of As, collectively referred to as "As species", find their way into the food chain, impacting the health of millions globally. Many of these As species are products of bacterial enzymatic transformations in different environments. Yet, the in vivo gut microbial transformation of As and its consequences in the host, especially for less toxic As species like arsenobetaine (AB), remain elusive. Current regulatory assessments regard AB-rich foods, including various seafoods, as safe due to low toxicity and rapid unmodified urinary excretion of the ingested AB. This notion has been challenged by reports of AB metabolism by intestinal bacteria in vitro and by more recent evidence of in vivo AB metabolism in mice. However, these studies did not definitively establish the causal role of intestinal bacteria in AB transformation in vivo. To address this, we employed gnotobiology that allowed us to compare the biotransformation of As from a naturally AB-rich rodent diet in isogenic mice that were either completely germ-free, or colonized with gut microbiota of varying microbial diversity. Additionally, we examined the body distribution, accumulation, and clearance of the ingested As in these mice. Our results confirm the in vivo metabolism of AB in the intestine under chronic dietary exposure. The transformation of ingested As was found to be dependent on the presence/absence and complexity of the gut microbiota. Notably, specific toxic As species were absent under germ-free condition. Furthermore, gut microbial colonization was linked to increased As accumulation in the intestinal lumen as well as systemically, along with delayed clearance from the body. These findings emphasize the mammalian gut microbiota as a critical factor in evaluating the safety of AB-accumulating seafoods.

Autores: Siegfried Hapfelmeier, M. Mukherjee, L. Brandenburg, Y. Dong, S. Pfister, A. Sidler, A. Mestrot, T. C. Capilla

Última atualização: 2024-05-24 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.21.594793

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.21.594793.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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