A neurotoxicidade é um dos efeitos mais nocivos dos xenobióticos. Neste contexto, os compostos de mercúrio (Hg), incluindo o metilmercúrio (MeHg), têm estado na base duma grande preocupação, em particular no âmbito da saúde humana. É conhecida a perigosidade, persistência e ubiquidade do Hg em águas naturais. Contudo, a avaliação do seu potencial indutor de disfunções neuronais em animais aquáticos é uma matéria pouco explorada. Assim, o leitmotiv do projecto foi o reconhecimento de uma lacuna no conhecimento sobre a neurotoxicidade do Hg em peixes, e em particular na identificação dos seus mecanismos e repercussões no funcionamento do cérebro e possíveis alterações comportamentais. Os peixes são altamente susceptíveis à exposição ambiental a Hg, o que, conjugado com a sua relevância ecológica, reforça a pertinência deste estudo. Foram já detectados níveis elevados de Hg no cérebro de peixes, tendo este sido o órgão que melhor reflectiu os níveis ambientais [1]. A bem documentada neurotoxicidade em humanos e roedores [2], aliada às fortes indicações fornecidas no mesmo sentido pelos poucos estudos em peixes [3;4], aponta para a necessidade de um esforço científico nesta direcção.

Apesar do Hg ter sido implicado na neurodegeneração [5], os mecanismos subjacentes permanecem pouco claros, especialmente em peixes. Neste contexto, a investigação do envolvimento do stress oxidativo é particularmente relevante, dado que a neurotoxicidade do Hg em mamíferos foi associada à produção de espécies reactivas de oxigénio (ERO) [6]. Comparativamente com outros órgãos, o cérebro é particularmente vulnerável dado o seu potencial para a produção de ERO [7].

Assim, as principais questões a investigar são: (1) clarificar qual a espécie de Hg (inorgânico vs. MeHg) preferencialmente acumulada no cérebro e a contribuição das diferentes vias de absorção (água vs. dieta); (2) pesquisar o papel do stress oxidativo na neurotoxicidade do Hg; (3) investigar alterações morfo-funcionais no cérebro; (4) clarificar se níveis ambientalmente relevantes de Hg induzem alterações comportamentais. Serão ainda pesquisadas relações causa-efeito entre o ponto 1 e os pontos 2, 3, 4, assim como associações mecanísticas entre os pontos 2, 3 e 4. Adicionalmente, (5) a reversibilidade dos efeitos anteriores num período pós-exposição será avaliada em paralelo com a evolução dos níveis de Hg acumulados no cérebro.

Considerando as questões centrais do projecto, foi planeada uma abordagem integrada, envolvendo experiências laboratoriais com períodos de exposição e pós-exposição. Serão realizadas exposições via água (Hg inorgânico) e via alimento (inorgânico e MeHg) em separado e em combinação. Como estratégia inovadora no sentido de promover o conhecimento da toxicocinética e toxicodinâmica do Hg, e particularmente para clarificar como é que o Hg inorgânico atinge o cérebro, o metal disponibilizado via água será isotopicamente marcado (201HgCl). Subsequentemente, serão quantificados os níveis de Hg inorgânico, 201Hg e MeHg no sangue, áreas específicas do cérebro e espinal medula.

Será tida em consideração a influência da temperatura (simulando estações contrastantes, i.e. inverno/verão) na absorção e destino das diferentes formas do metal no corpo do peixe, assim como nas respostas bioquímicas e alterações morfo-funcionais do cérebro.

Entre os parâmetros a determinar no cérebro, incluem-se a actividade da acetilcolinestrase, assim como uma bateria de parâmetros de stress oxidativo (antioxidantes enzimáticos e não enzimáticos, capacidade antioxidante total e dano oxidativo em lípidos e proteínas). Na avaliação das alterações morfo-funcionais serão usados parâmetros histopatológicos e histoquímicos, a expressão de receptores de neurotransmissores, assim como níveis de apoptose e neurogénese do sistema límbico. Tendo em conta que os distúrbios comportamentais são uma manifestação integrada de alterações bioquímicas, estruturais e funcionais, os peixes serão monitorizados quanto à actividade locomotora e alimentar.

O teleósteo Diplodus sargus será adoptado como organismo-teste por cumprir a maioria dos requisitos de uma espécie bioindicadora.

A equipa de investigação tem larga experiência em toxicidade de contaminantes em peixes, incluindo Hg [1;9;10], assim como na química ambiental de Hg [8] e neurociências [11;12]. Adicionalmente, tem um profundo conhecimento dos teleósteos como modelo experimental [1;9;13]. O projecto constitui uma investigação inovadora que contribuirá para a elucidação da neurotoxicidade de Hg em peixes. A estratégia proposta é completamente nova no contexto da ecotoxicologia, dado o seu carácter integrador, consubstanciado pelo largo espectro de efeitos a avaliar. Por outro lado, a aplicação de tecnologia sofisticada na área das neurociências é também um aspecto original. Os resultados esperados permitirão fornecer recomendações de grande utilidade para as entidades decisoras na (re)formulação de regulamentação de protecção ambiental.

Mário Pacheco
Investigador Principal

Patrícia A. Oliveira Pereira Kowalski
Investigador