Estudo do perfil metabólico de indivíduos afetados pelo rompimento da barragem da mineradora Vale S.A. em Brumadinho/MG associado à exposição a metais tóxicos por meio da abordagem metabolômica global.
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Tipo
Tese de doutorado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Adriana Nori de Macedo
Jandira Maciel da Silva
Carmen Ildes Rodrigues Fróes Asmus
Jandira Maciel da Silva
Carmen Ildes Rodrigues Fróes Asmus
Resumo
Metais tóxicos são contaminantes ambientais de grande relevância, cuja presença crescente representa riscos à saúde humana. A atividade mineradora é uma das principais fontes de liberação desses metais, especialmente em contextos de fiscalização limitada. O rompimento da barragem de rejeitos da Vale S.A., ocorrido em Brumadinho (MG) em janeiro de 2019, impôs à população local uma exposição significativa a concentrações elevadas desses contaminantes. Embora diversos estudos tenham buscado avaliar os efeitos dessa exposição por meio de biomarcadores e parâmetros laboratoriais, estabelecer uma relação causal direta entre os metais e alterações na saúde ainda é um desafio, devido à ausência de dados prévios ao desastre e à complexidade dos mecanismos envolvidos. Neste contexto, a metabolômica surge como uma abordagem promissora para detectar alterações bioquímicas sutis em indivíduos expostos. Este estudo teve como objetivo comparar o perfil metabólico de moradores de Brumadinho com alta exposição aos metais manganês, arsênio e chumbo com o de indivíduos com baixa exposição. Foram analisadas amostras de soro classificadas em dois grupos: Grupo 1, com concentrações acima dos valores de referência para os três metais, e Grupo 2, com concentrações abaixo desses valores. O estudo do perfil metabólico foi realizado por meio da abordagem global, utilizando as técnicas de Cromatografia Gasosa e Cromatografia Líquida acopladas à Espectrometria de Massas (GC-MS e LC-MS), comparado com a avaliação de parâmetros laboratoriais como colesterol total, suas frações e triglicérides. Na análise por GC-MS, a isoleucina foi o metabólito com maior diferenciação entre os grupos, com concentrações mais elevadas no Grupo 2, sugerindo possível associação entre a exposição aos metais e alterações no metabolismo de aminoácidos. Na abordagem por LC-MS, foram observadas alterações em vias metabólicas relacionadas a lipídios, como glicerofosfolipídios, ácidos graxos e ácidos alfa-linolênicos. Apesar disso, os dados laboratoriais não indicaram diferenças estatisticamente significativas entre os grupos, o que pode refletir que as alterações metabólicas ainda não se manifestam de forma detectável por exames laboratoriais convencionais. Os achados reforçam o potencial da metabolômica como ferramenta sensível para identificar alterações precoces e orientar futuras estratégias de monitoramento em populações expostas.
Abstract
Toxic metals such as manganese, arsenic, and lead are highly relevant environmental contaminants whose increasing presence poses significant risks to human health. Mining activities are among the primary sources of these metals, particularly in regions with limited regulatory oversight. The collapse of the tailings dam operated by Vale S.A. in Brumadinho (Minas Gerais, Brazil) in January 2019 resulted in substantial exposure of the local population to elevated concentrations of these contaminants. Although numerous studies have attempted to assess the health effects of this exposure through biomarkers and clinical parameters, establishing a direct causal relationship between metal exposure and health outcomes remains challenging due to the lack of pre-disaster data and the complexity of the underlying biological mechanisms. In this context, metabolomics emerges as a promising approach for detecting subtle biochemical changes in exposed individuals. This study aimed to compare the metabolic profiles of Brumadinho residents with high exposure to manganese, arsenic, and lead to those with low exposure. Serum samples were classified into two groups: Group 1, with concentrations above reference values for all three metals, and Group 2, with concentrations below these thresholds. Metabolic profiling was conducted using a global approach, employing Gas Chromatography and Liquid Chromatography coupled with Mass Spectrometry (GC-MS and LC-MS), alongside the evaluation of clinical parameters such as total cholesterol, its fractions, and triglycerides. GC-MS analysis identified isoleucine as the metabolite with the greatest differentiation between groups, with higher concentrations observed in Group 2, suggesting a potential association between metal exposure and alterations in amino acid metabolism. LC-MS analysis revealed changes in lipid-related metabolic pathways, including glycerophospholipids, fatty acids, and alpha-linolenic acids. Nonetheless, clinical data did not show statistically significant differences between groups, which may indicate that metabolic alterations have not yet manifested in a manner detectable by conventional laboratory tests. These findings underscore the potential of metabolomics as a sensitive tool for identifying early biochemical changes and guiding future monitoring strategies in populations exposed to environmental contaminants.
Assunto
Palavras-chave
Metais tóxicos, Acidentes ambientais, GC-MS, LC-MS, Metabolômica, Toxicologia ambiental