Propriedades Fisico-Químicas

O comportamento ambiental e biológico dos HPAs pode ser entendido através de algumas importantes propriedades físico-químicas (ANEXO I). Estas substâncias são sólidas a temperatura ambiente, pouco solúvel em água (em geral sua solubilidade diminui com o aumento do número de anéis), possuindo elevados pontos de ebulição e fusão. São solúveis em solventes orgânicos e demonstram grande afinidade lipofílica (expressa pelo coeficiente de partição octanol/água, Kow, superior a 1000) que aumenta

com o aumento do número de anéis aromáticos[37].

Por outro lado, a volatilidade destes compostos diminui com o aumento da massa molecular, e consequentemente, os HPAs de massas moleculares mais baixas,

como por exemplo o naftaleno, acenafteno e fluoreno, são voláteis e apresentam maiores pressão de vapor que os HPAs mais pesados, tais como o dibenzo(a,h)antraceno, benzo(g,h,i)perileno e indeno(1,2,3-c,d)pireno. O mesmo é observado com respeito aos valores da constante de Henry, que diminui com o aumento da massa molecular destas substâncias[37]. Como conseqüência destas propriedades, na atmosfera estas substâncias podem ser encontradas tanto na fase gasosa quanto adsorvida em materiais particulado.

No solo, os HPAs encontram-se geralmente adsorvidos no material constituinte e ficam retidos nas camadas superiores. As meias vidas dos compostos de maior massa molecular são relativamente elevadas, indicando que a sua degradação é lenta[37].

Em virtude de suas propriedades físico-químicas e da grande distribuição ambiental, o risco de contaminação humana por estas substancias é significativo. De fato, devido ao seu caráter lipofílico, os HPAs e seus derivados podem ser absorvidos pela pele, por ingestão ou inalação, sendo rapidamente distribuídos pelo organismo[37].

1.4.3 Toxicidade (mutagenicidade e carcinogenicidade)

Os HPAs são substâncias potencialmente carcinogênicas[16-38] que pertencem a classe dos pró-carcinogênicos, pois necessitam sofrer uma ativação metabólica preliminar para formar o carcinógeno ativo e tornarem-se capazes de reagir com o DNA e outras moléculas[38].

Os HPAs de baixa massa molecular (dois, três ou quatro anéis aromáticos) apresentam uma significativa toxicidade. No entanto, alguns dos hidrocarbonetos de elevada massa molecular (com cinco ou seis anéis) além de serem tóxicos são também

altamente mutagênicos[39]. Alguns dados sobre carcinogenicidade, genotoxicidade e mutagenicidade de alguns HPAs[37] encontram-se na Tabela 1.

Tabela 1. Efeitos carcinogênicos, genotóxicos e mutagênicos de alguns HPAs [37].

HPAs Carcinogenicidade Genotoxicidade Mutagenicidade

Fluoreno I L - Fenatreno I L + Antraceno N N - Fluoranteno N L + Pireno N L + Benzofluorenos S I ? Benzofluorantenos S I + Ciclopenta(cd)pireno L S + Benzo(a)antraceno S S + Criseno L L + Trifenileno I I + Benzo(e)pireno I L + Benzo(a)pireno S S + Perileno I I + Indeno(1,2,3-c,d)pireno S I + Dibenzo(a,c)antraceno L S + Dibenzo(a)antraceno S S + * Continua na página 15.

HPAs Carcinogenicidade Genotoxicidade Mutagenicidade Dibenzo(a,j)antraceno L I + Benzo(g,h,i)perileno I I + Antraceno L I + Coroneno I I + Dibenzo(a,e)fluoranteno L N Dibenzopirenos S I + 2-Nitronaftaleno N L - 1-Nitropireno I S +

* Continuação da Tabela 1 da página 14. Dados disponíveis para a comprovação do efeito: S = suficiente; I = insuficiente; L = limitados; N = não carcinogênico; Genotoxicidade foi avaliada através de testes de deterioração de DNA; aberração cromossômica, mutagenicidade. Mutagenicidade (teste de Ames, avalia a habilidade de um determinado produto induzir mutações reversas em diferentes linhagens de Salmonella typhimurium): + (positivo); - (negativo); ? (inconclusivo).

Pode ser observado pelos dados da Tabela 1 que a capacidade carcinogênica e mutagênica dos diferentes HPAs é significativa para aqueles que possuem mais de 4 anéis aromáticos fundidos e maior para os que têm 5 ou 6 anéis. A substituição de hidrogênio por grupos químicos, também pode afetar drasticamente a atividade dos hidrocarbonetos, dependendo da posição onde a substituição ocorre no grupo substituinte[37].

Embora estes potenciais tóxicos e mutagênicos terem sido amplamente estudados em animais (ratos, experimentos in vitro), é difícil comparar os efeitos de toxicidade dos hidrocarbonetos em animais com relação ao ser humano. Em função disto, o potencial carcinogênico[40] de diferentes HPAs pode ser medido em função dos fatores de equivalência tóxica (Toxic Equivalency Factors, TEFs). O TEFs dividem os

HPAs em duas classes, os carcinogênicos e os não carcinogênicos e indica separadamente o potencial carcinogênico de cada HPA. O TEF é dado em função do benzo(a)pireno (Tabela 2), por ser um dos mais potentes carcinógenos de grupo e também porque os seus efeitos e mecanismos de ação já foram testados e investigados detalhadamente em diferentes sistemas[40].

Tabela 2. Fatores de toxicidade equivalente (TEFS) para HPAs individuais[40].

HPAs TEFs Dibenzo(a,h)antraceno 5 # Benzo(a)pireno 1 Benzo(a)antraceno 0,1 Benzo(b)fluoranteno 0,1 Benzo(k)fluoranteno 0,1 Indeno(1,2,3,c-d)pireno 0,1 Antraceno 0,01 Benzo(g,h,i)perileno 0,01 Criseno 0,01 Acenafteno 0,001 Acenaftileno 0,001 Fluoranteno 0,001 Fluoreno 0,001 2-Metilnaftaleno 0,001 * Continua na página 17.

HPAs TEFs

Naftaleno 0,001 Fenantreno 0,001

Pireno 0,001

# _{Valor aplicado principalmente para contaminação ambiental. * Continuação da Tabela 2 da página 16.}

1.4.4 Metabolismo

Os HPAs são absorvidos através dos pulmões, trato gastro-intestinal e pele. São largamente distribuídos pelo organismo através de qualquer rota e são encontrados em praticamente todos os órgãos internos, principalmente naqueles ricos em lipídeos. O metabolismo dos HPAs é complexo, sendo geralmente convertidos em epóxidos e estes posteriormente em fenóis, dióis e trióis, que podem ser conjugados com ácido sulfúrico, glucorônico ou com glutationa. Embora a maior parte do metabolismo resulte em detoxificação, alguns HPAs são ativados formando espécies DNA-ligantes, principalmente diol epóxidos, que podem iniciar tumores [38].

Os HPAs podem produzir tumores tanto no local de contato quanto em local distante deste, e o potencial carcinogênico do composto pode variar de acordo com a rota de exposição. Quatro mecanismos tem sido propostos para explicar a ativação dos HPAs: 1) oxidação enzimática seguida de hidrólise com formação de diolepóxidos (é o mecanismo mais aceito); 2) formação de ésteres benzílicos, eletrofílicos, através de uma série de reações de substituição; 3) produção de radicais catiônicos através da oxidação enzimática com envolvimento de um elétron e 4) de-hidrogenação enzimática

dos metabólitos di-hidrodióis produzindo quinonas capazes de reagir diretamente com o DNA ou capazes de reagir com O2 gerando espécies oxigenadas reativas, como

radicais hidroxilas ou superóxidos que atacam o DNA[38].

É importante realçar que o aparecimento do câncer é um processo que envolve várias etapas (não apenas a formação de adutos com o material genético), sendo também influenciado por suscetibilidade individual e outros fatores, tais como gênero, etnia, idade, estado de saúde, nutrição e polimorfismo genético. Em geral, a maior concentração de adutos HPAs-DNA é encontrada em fumantes ou pessoas ocupacionalmente expostas[38].