Exposição a fungos dos trabalhadores dos ginásios com piscina

RESUMO - Os trabalhadores dos ginásios com piscinas apresentam maior prevalência de lesões fúngicas, como a Tinea pedis e a onicomicose, devido às características intrínsecas da sua actividade profissional, pois apresentam mais horas por dia de exposição à contaminação fúngica das superfícies. Esta situação verifica-se não só por serem os que mais frequentam os locais possíveis de estarem contaminados, como é o caso de balneários, vestiários e zona envolvente às piscinas, mas também porque algumas das actividades desenvolvidas são realizadas com os pés descalços. Além disso, a utilização de roupa sintética e de calçado ocluso, que retêm a sudação excessiva, favorece o desenvolvimento fúngico. Constituiu objectivo deste trabalho conhecer o risco de infecção e/ou lesão (Tinea pedis e onicomicose) nos trabalhadores dos ginásios com piscina e a sua eventual relação com a exposição à contaminação fúngica (ar e superfícies) dos locais de trabalho. Foram descritas as variáveis ambientais e biológicas que influenciam a infecção e/ou lesão fúngica em ambiente profissional e exploradas eventuais associações entre essas mesmas variáveis. Foram também conhecidas as diferenças da contaminação fúngica das superfícies entre as duas principais estações do ano (Verão e Inverno) e entre antes e depois da lavagem e desinfecção. O estudo realizado possui uma componente transversal, em que se pretendeu descrever os fenómenos ambientais e biológicos da contaminação fúngica em ambiente profissional e explorar eventuais associações entre variáveis; uma componente longitudinal, em que foram conhecidas as diferenças sazonais da contaminação fúngica das superfícies; e, ainda, uma componente quase experimental, em que foi analisada a distribuição fúngica nas superfícies antes e depois da lavagem e desinfecção. Na vertente transversal foi considerada uma amostra de 10 ginásios com piscina e outra amostra de, pelo menos, 10 profissionais de cada estabelecimento, perfazendo um total de 124 trabalhadores (75 Homens - 60,48% e 49 Mulheres - 39,52%). Foram realizadas 258 colheitas biológicas aos pés dos trabalhadores, efectuada a avaliação ambiental da contaminação fúngica dos estabelecimentos através de 50 colheitas de amostras de ar e 120 colheitas de amostras de superfícies (60 antes e 60 depois da lavagem e desinfecção) e efectuados os respectivos processamento laboratorial e identificação fúngica. Foram também avaliadas as variáveis ambientais temperatura, humidade relativa e velocidade do ar, preenchidas 10 grelhas de observação, com o objectivo de efectuar o registo de informação sobre as variáveis que xx influenciam a exposição ocupacional às espécies fúngicas e, ainda, completadas 124 grelhas de observação inerentes à colheita de material biológico, de modo a realizar o registo dos profissionais com lesão e outras informações pertinentes para a análise laboratorial. Todos os 124 trabalhadores responderam a um questionário, em simultâneo à realização das colheitas biológicas, de modo a conhecer algumas das variáveis individuais e profissionais com pertinência para o presente estudo. Num dos estabelecimentos, foram também estudadas as diferenças da contaminação fúngica das superfícies entre antes e depois da lavagem e desinfecção e, ainda, entre as duas estações do ano (Verão e Inverno). Nesse estabelecimento, foram realizadas 36 colheitas de superfícies antes e 36 colheitas depois da lavagem e desinfecção, em 6 dias diferentes da semana, durante 6 semanas sequenciais em cada estação do ano, completando um total de 72 colheitas de superfícies. Foi ainda criado e aplicado um método para estabelecer um padrão de exposição profissional a fungos nas superfícies, de modo a permitir definir níveis semi-quantitativos de estimação do risco de infecção fúngica dos trabalhadores dos ginásios com piscinas. Para o critério da Gravidade, considerou-se que a gravidade da contaminação e, consequentemente, da possível lesão, está intimamente relacionada com a espécie fúngica envolvida. Foram calculadas as médias da contaminação fúngica por cada estabelecimento antes da lavagem e desinfecção, de modo a estabelecer os níveis de Frequência e, em relação à Exposição, foram estabelecidos intervalos para agrupar as horas semanais de trabalho. Dos 124 trabalhadores que participaram no estudo, 58 (46,8%) possuíam lesões visíveis. Nesses 58, as Leveduras foram as mais isoladas (41,4%), seguidas dos Dermatófitos (24,1%) e de Fungos Filamentosos Não Dermatófitos (6,9%). Candida parapsilosis e Rhodotorula sp. foram as Leveduras mais frequentemente isoladas (20,2%); no caso dos Dermatófitos, Trichophyton rubrum foi a espécie mais frequente (55,5%) e, relativamente aos Fungos Filamentosos Não Dermatófitos, Penicillium sp. foi o mais isolado (15,6%), seguido do género Fusarium (12,5%). No que concerne à contaminação fúngica das superfícies, 37 fungos filamentosos foram isolados. Fusarium foi o género mais frequente, antes e depois da lavagem e desinfecção (19,1% - 17,2%). Em relação aos fungos leveduriformes, 12 leveduras diferentes foram identificadas, tendo sido os géneros Cryptococcus (40,6%) e Candida (49,3%) os mais frequentes antes e depois da lavagem e desinfecção, respectivamente. Em relação à contaminação fúngica do ar, foram identificados 25 fungos filamentosos diferentes, em que os 3 géneros mais frequentemente isolados foram Cladosporium (36,6%), Penicillium (19,0%) e Aspergillus (10,2%). Relativamente às leveduras, foi identificado o género xxi Rhodotorula (87,5%) e as espécies Trichosporon mucoides e Cryptococcus unigutulattus (12,5%). Verificou-se associação, ao nível de significância de 5%, entre lesão visível e horas semanais e entre lesão visível e tempo de profissão, comprovando a influência da duração da exposição ao factor de risco (contaminação fúngica do ambiente profissional), para a presença de lesão visível nos trabalhadores expostos (Tinea pedis e onicomicose), ficando demonstrada a relação entre a exposição ao factor de risco em estudo – exposição profissional a fungos – com os efeitos para a saúde. As variáveis ambientais avaliadas (temperatura, humidade relativa e velocidade do ar) não influenciaram a contaminação fúngica do ar e das superfícies, não tendo sido evidenciada nenhuma relação estatisticamente significativa (p>0,05). Contudo, verificou-se influência do número de ocupantes que frequentaram cada um dos estabelecimentos nas médias das unidades formadoras de colónias por metro quadrado nas superfícies antes da lavagem e desinfecção. Não se verificou correlação entre os resultados quantitativos da contaminação fúngica do ar e a das superfícies dos 10 estabelecimentos monitorizados. No entanto, verificaram-se diferenças significativas, ao nível de significância de 10%, entre a contaminação fúngica das superfícies e a contaminação fúngica do ar (p<0,1), tendo-se constatado que apesar de 50% dos valores mais baixos terem sido superiores na contaminação fúngica do ar, a contaminação fúngica das superfícies apresentou-se com maior variabilidade quantitativa. Em relação às diferenças significativas na contaminação fúngica das superfícies nos 10 estabelecimentos entre antes e depois da lavagem e desinfecção, apenas se verificou redução significativa (p<0,05) da contaminação fúngica depois da lavagem e desinfecção nos balneários e vestiários masculinos em relação aos fungos leveduriformes. No estabelecimento seleccionado, verificou-se que a relação entre a contaminação fúngica e a temperatura e humidade relativa não foi significativa (p>0,05) em ambas as estações do ano e também não se constatou influência dos ocupantes nos valores médios das unidades formadoras de colónias por metro quadrado das superfícies antes da lavagem e desinfecção em ambas as estações de ano. Em quase todas as situações em que se verificaram diferenças significativas entre as duas estações do ano, verificou-se um aumento das unidades formadoras de colónias por metro quadrado no Inverno, com excepção do total das unidades formadoras de colónias por metro quadrado antes da lavagem e desinfecção nos balneários e vestiários masculinos em que se verificou aumento no Verão. Constatou-se também que apenas ocorreu redução da xxii contaminação fúngica depois da lavagem e desinfecção nas escadas de acesso no Inverno e nos balneários e vestiários masculinos no Verão. Com a aplicação do método para estabelecer um padrão de exposição profissional a fungos nas superfícies obteve-se, nos 10 estabelecimentos, com Nível de Risco Mínimo 65 locais (54,2%), com Nível de Risco Médio 23 locais (19,2%) e com Nível de Risco Elevado 32 locais (26,6%). Próximo do jacuzzi e junto ao tanque foram os locais com mais classificações de Nível de Risco Elevado. No estabelecimento seleccionado verificou-se que, no Verão, depois da lavagem e desinfecção, ocorreu um maior número de locais classificados no Nível de Risco Elevado e, no Inverno, constatou-se a situação inversa, tendo sido observado maior número de locais com Nível de Risco Elevado antes da lavagem e desinfecção. Junto ao tanque e nas escadas de acesso à zona envolvente ao jacuzzi e tanque foram os locais com mais classificações de Nível de Risco Elevado, no Verão e no Inverno. Foram isolados nas superfícies fungos comuns aos isolados nos trabalhadores. Antes da lavagem e desinfecção, 30,3% dos fungos foram isolados nas superfícies e nos trabalhadores e depois desses procedimentos 45,5% dos fungos foram também isolados comummente. As Leveduras foram as mais isoladas comummente e as que se verificaram mais frequentes antes e depois da lavagem e desinfecção da superfícies e, também, nos resultados das colheitas biológicas realizadas aos trabalhadores, foram o género Rhodotorula e a espécie Candida parapsilosis, permitindo confirmar que a infecção fúngica dos trabalhadores está relacionada com a contaminação fúngica das superfícies. Concluiu-se que é necessária a intervenção em Saúde Ocupacional no âmbito da vigilância ambiental e da vigilância da saúde, com o intuito de diminuir a prevalência das infecções fúngicas. Para a prossecução desse objectivo, sugere-se a implementação de medidas preventivas, nomeadamente: o controlo da contaminação fúngica das superfícies mediante procedimentos de lavagem e desinfecção eficazes, de modo a minimizar a contaminação fúngica das superfícies; a identificação precoce da infecção através da realização de colheitas biológicas periódicas aos trabalhadores, inseridas num protocolo de vigilância da saúde; e, ainda, a sensibilização para a aplicação de medidas de higiene pessoal e o tratamento das patologias. A aplicação do método criado para estabelecer um padrão de exposição profissional a fungos nas superfícies servirá não só para a estimação do risco de infecção fúngica dos trabalhadores de ginásios com piscinas, mas também para facilitar o estabelecimento de valores fúngicos de referência, a implementação de medidas correctivas adequadas e imediatas e, ainda, a prevenção de infecções fúngicas, não só nos ginásios com piscina, mas também noutros contextos profissionais. ------------ SUMMARY - Gyms with swimming pools workers have higher prevalence of fungal injuries, such as Tinea pedis and onychomycosis. This is due to their work intrinsic characteristics, since they have more hours per day of exposure to surfaces fungal contamination. This occurs not only because they attend sites most likely to be contaminated, such as showers, changing rooms and pool surrounding area, but also because some of the activities are done barefoot. Furthermore, synthetic clothing and occluded footwear use, which retain the excessive sweating, promotes fungal development. The aim of this study was to know gymnasiums with swimming pool workers infection and/or injury (Tinea pedis and onychomycosis) risk, and its possible relationship with exposure to workplace fungal contamination (air and surfaces). This study describes environmental and biological variables that influence infection and/or fungal injury in a professional setting and explored possible associations between these variables. Differences in surfaces fungal contamination between the two main seasons (summer and winter), as well between before and after cleaning and disinfection were known. It was developed a study with an cross-sectional perspective, that aimed to describe the biological and environmental phenomena of fungal contamination in a professional environment and explore possible associations between variables; an longitudinal perspective in which were known surfaces fungal contamination seasonal differences; and also with an almost experimental perspective that analyzed surfaces fungal distribution before and after cleaning and disinfection. The cross-sectional perspective comprised 10 gyms with swimming pool sample, and another sample of, at least, 10 professionals in each establishment totalling 124 workers (75 men – 60,48%, and 49 women – 39,52%). Were performed 258 biological samples at workers feet, environmental fungal contamination evaluation from the establishments through 50 air samples and 120 surfaces samples (60 before and 60 after cleaning and disinfection) and conducted their laboratory processing and fungal identification. Were also evaluated environmental variables, such as temperature, relative humidity and air velocity completed 10 observation grids, in order to obtain data about variables that affect occupational exposure to fungal species, and also completed 124 observation grids inherent to biological material collection, in order to know the professionals with injury and other relevant information for laboratory analysis. All 124 workers answered to a questionnaire at the same time that occur biological samples collection, in order to xxv obtain information about some of the individual and professional variables with relevance to this study. In one of the establishments were also studied differences concerning surfaces fungal contamination between before and after cleaning and disinfection, and also between two main seasons (summer and winter). In this setting, there were performed 36 surfaces samples before and 36 surfaces samples after cleaning and disinfection on 6 different week days for 6 sequential weeks in each season, totalling 72 surfaces samples. It was also created and implemented a method to establish a pattern for surfaces fungal occupational exposure, in order to help define semi-quantitative levels estimation to fungal infection risk in gyms with swimming pools workers. For Gravity criterion it was considered that contamination severity and, thus, the possible injury are closely related to implicate fungal species. Was calculated fungal contamination average by each establishment prior cleaning and disinfection, in order to establish Frequency levels. Regarding Exposure, were established weekly hours group intervals spent in professional activity. From the 124 professionals tested, 58 (46,8%) had visible injuries. In the 58 workers, Yeasts were the most isolated (41,4%), followed by Dermatophytes (24,1%) and Other Filamentous Fungi Besides Dermatophytes (6,9%). Candida parapsilosis and Rhodotorula sp. were the most frequently isolated Yeasts (20,2% for each), from Dermatophytes, Trichophyton rubrum was the most frequently isolated species (55,5%) and from Other Filamentous Fungi Besides Dermatophytes, Penicillium sp. was the most frequent (15,6%), followed by Fusarium genera (12,5%). Regarding surfaces fungal contamination, 37 filamentous fungi were isolated. Fusarium genera was the most frequent, before and after cleaning and disinfection (19,1% - 17,2%). Considering yeasts, 12 different yeasts were identified, being Cryptococcus (40,6%) and Candida (49,3%) genera the more frequent before and after cleaning and disinfection, respectively. In relation to air fungal contamination, 25 different filamentous fungi were identified and the 3 most frequently isolated genera were Cladosporium (36,6%), Penicillium (19,0%) and Aspergillus (10,2%). For yeasts, were identified Rhodotorula genera (87,5%), and also the species Trichosporon mucoides and Cryptococcus unigutulattus (12,5%). Was found association with 5% significance level, between visible injury and weekly hours and between visible injury and occupation time, confirming exposure duration influence to risk factor (work environment fungal contamination) for the visible injury presence in exposed workers (Tinea pedis and onychomycosis), being confirmed the relation between the study exposure risk - occupational exposure to fungi - with health effects. xxvi Environmental variables evaluated (temperature, relative humidity and air velocity) did not affect air and surfaces fungal contamination and wasn’t found no statistically significant relation (p>0,05). However, there was evidence that occupant’s number influence surfaces colony forming units mean per square meter before cleaning and disinfection. There was no correlation between quantitative data from air fungal contamination and surfaces fungal contamination from the 10 establishments monitored. However, there were significant differences with 10% significance level, between surfaces and air fungal contamination (p<0,1), and despite 50% of the lowest rates were higher in air fungal contamination, it was found that surfaces fungal contamination had more quantitative variability. Regarding differences from the 10 establishments surfaces fungal contamination, between before and after cleaning and disinfection, there was only a significant reduction (p<0,05) in fungal contamination after cleaning and disinfection in male changing rooms for yeasts. In the selected establishment, it was found that relation between fungal contamination and temperature and relative humidity was not significant (p>0,05) in both seasons, and also there wasn’t no influence observed from occupants in surfaces colony forming units mean per square meters before cleaning and disinfection in both seasons. In almost all situations where significant differences between the two seasons were shown, there was a colony-forming units per square meter increase in winter. There was an exception in total colony forming units per square meter before cleaning and disinfection in male changing room’s exception, where there was an increase in summer. Furthermore, was found that only occur a reduction in fungal contamination after cleaning and disinfection, on access stairs in winter, as well as in male changing rooms in summer. With application from the method to establish pattern for surfaces fungal occupational exposure, it was obtained, in the 10 establishments, 65 sites with Low Risk Level (54,2%), 23 sites with Average Risk Level (19,2%) and 32 sites with High Risk Level (26,6%). Near swimming pool and jacuzzi were the places with more High Risk Level classifications. In the selected establishment, was found that in the summer, after cleaning and disinfection, there were a greater number of sites classified as High Risk Level, and in winter it was found the opposite situation, being noted more places with High Risk Level before cleaning and disinfection. Next to swimming pool and access stairs to swimming pool and jacuzzi were the places with more High Risk Level classifications in Summer and Winter. Were isolated common fungi in surfaces and in workers. Prior to cleaning and disinfection 30,3% of fungi were isolated on surfaces and workers, and after 45,5% of fungi were also xxvii commonly isolated. The Yeasts were the most commonly isolated and the most frequent before and after surfaces cleaning and disinfection, and also in workers biological samples, were Rhodotorula genera and Candida parapsilosis, allowing confirming that workers fungal infection is related with surfaces fungal contamination. It was concluded that Occupational Health intervention it is necessary, in environmental monitoring and health surveillance perspective, in order to reduce fungal infections prevalence. To achieve this objective, preventive measures implementation it’s recommended, including: surfaces fungal contamination control, through effective cleaning and disinfecting in order to minimize surfaces fungal contamination; early infection identification by performing periodic biological sampling from workers, included in a health surveillance protocol; and also personal hygiene and diseases treatment awareness. Application of the created method to establish pattern for surfaces fungal occupational exposure, will be useful not only for estimating workers from gymnasiums with swimming pools fungal infection risk, but also to facilitate fungal reference values stipulation, effective and corrective measures implementation, and also, fungal infections prevention, not only in gymnasiums with swimming pool, but also in other professional settings.----------------- RÉSUMÉ - Les travailleurs des gymnases avec des piscines présentent souvent des infections fongiques, telles que Tinea pedis et aussi des onychomycoses, dues à leur activité professionnel, parce qu’ils restent plus longtemps tout prés des surfaces avec une certaine contamination fongique. Toute cette situation est due non seulement parce qu’ils sont ceux qui fréquentent plus souvent les places plus contaminées: des balnéaires, des vestiaires et des zones autour des piscines, mais aussi ils réalisent des activités aux pieds nus ou avec des chaussures très fermés et encore quelques fois avec des vêtements synthétiques. Tout cela emmène à une grande sudation ce qui aidera au développement fongique. Un objective de ce travaille a été connaître le risque d’infection et/ou présence de lésion (Tinea pedis et des onychomycoses) dans les travailleurs des gymnases avec des piscines et leur éventuel rapport avec l’exposition à la contamination fongique (de l’air et des surfaces) dans leurs locaux de travaille. On a décrit aussi des variables d’environnement et biologiques qui ont une certaine influence dans les infections fongiques dans tout l’environnement professionnel et aussi approfondir des éventuels associations entre ces même variables. On a encore reconnu des différences de la contamination fongique avant et après des lavages et désinfection de ces surfaces. Aussi on a trouvé des différences de contamination en Été et en Hiver. Cet étude a un composante transversale, en visant la description des phénomènes de contamination fongique biologique et de l'environnement dans un environnement professionnel et l’étude des associations possibles entre les variables; une composante longitudinale dans laquelle ils étaient connus comme des variations saisonnières de la contamination fongique des surfaces, et même; un quasi-composante expérimentale, où elle a examiné la répartition des champignons surfaces avant et après le lavage et la désinfection. Dans la composante transversale on été considérés 1 échantillons de 10 gymnases avec des piscines et un autre échantillon de au moins 10 professionnels de chaque établissement dans un total 124 travailleurs (75 hommes - 60,48% et 49 femmes - 39,52%). On a réalisé 258 prélèvements aux pieds des travailleurs et on a effectué en simultané la validation par contamination fongique de l’environnement par 50 prélèvements de l’air et par 120 prélèvements de surfaces (60 avant et 60 après des lavages et des désinfections) et on a effectué leur traitement en laboratoire et l’identification fongique. On a fait aussi l’évaluation des variables de l’environnement, la température, l’humidité relative et la vitesse de l’air. On a remplie 10 tableaux xxix d’observation, avec l’objective d’obtenir des informations sur les variables qu’influenceront l’exposition occupationnel aux souches fongiques, et encore 124 tableaux d’observation liée au prélèvement du matériel biologique, pour réaliser le registre des professionnels avec des lésions et des autres informations pertinentes pour une analyse laboratoire. Tous ces 124 travailleurs ont rempli un questionnaire au même temps que les prélèvements biologiques, afin de connaître quelques variables individuels et professionnels importants pour cet étude. Dans un des établissements on a aussi étudié les différences fongiques des surfaces parmi avant et après les lavages et de la désinfection et encore parmi l’Été et l’Hiver. Dans ce même établissement on a réalisé 36 prélèvements des surfaces avant et 36 après des lavages et de la désinfection, pendant 6 jours différents de la semaine, pendant 6 semaines en chaque saison de l’année, dans un total de 72 prélèvements des surfaces. On a encore crié et appliqué une méthode pour établir un standard d’exposition professionnelle au fungi sur les surfaces, afin de permettre la définition des niveaux semi quantitative d’estimation des risques d’infection fongique des travailleurs des gymnases avec des piscines. Pour le critère de Gravité, il a été considéré que la gravité de la contamination, et donc les possibles dommages, est étroitement liée aux espèces fongiques impliquées. Nous avons calculé la moyenne de la contamination fongique par chaque établissement avant le lavage et la désinfection afin d'établir les niveaux de Fréquence et, par rapport à l'Exposition, ont été crées pour regrouper les intervalles d'heures hebdomadaires consacrées à l'activité professionnelle en question. Sur les 124 travailleurs qui ont participé à l'étude, 58 (46,8%) avaient des lésions visibles. Parmi ces 58, les Levures ont été les plus isolées (41,4%), suivis par des Dermatophytes (24,1%) et des Filamenteux Non Dermatophytes (6,9%). Candida parapsilosis and Rhodotorula sp. ont été les Levures les plus fréquemment isolées (20,2%); dans le cas des Dermatophytes, Trichophyton rubrum est le plus fréquent (55,5%) et pour les Filamenteux Non Dermatophytes, Penicillium sp. a été le plus isolé (15,6%), suivi par Fusarium sp. (12,5%). En ce qui concerne la contamination fongique des surfaces, 37 champignons filamenteux ont été isolés. Le genre Fusarium est le plus fréquent avant et après le lavage et la désinfection (19,1% - 17,2%). Pour la levure, 12 levures différentes ont été identifiées, ayant été Cryptococcus sp. (40,6%) et Candida sp. (49,3%) les plus fréquents avant et après le lavage et la désinfection, respectivement. En ce qui concerne la contamination fongique de l'air, on a identifié 25 différents champignons filamenteux, où les 3 genres les plus fréquemment isolés étaient Cladosporium (36,6%), Penicillium (19,0%) et Aspergillus (10,2%). Pour les levures, il a été identifié le genre xxx Rhodotorula (87,5%) et les espèces Trichosporon mucoides et Cryptococcus unigutulattus (12,5%). On a vérifié une association, au niveau de signification de 5%, entre les lésions visibles et les heures hebdomadaires et entre les lésions visibles et la durée d’occupation, ce qui confirme l'influence de la durée de l'exposition aux facteurs de risque (contamination fongique dans le milieu de travail) pour la présence des lésions visibles chez les travailleurs exposés (Tinea pedis et onychomycose), en démontrant une relation entre l'exposition au facteur de risque dans ces études - l'exposition professionnelle aux champignons - avec les effets sur la santé. Les variables environnementales évalué (température, humidité relative et la vitesse de l'air) ne modifient pas la contamination fongique de l'air et des surfaces; donc, n'a pas été démontré aucune relation statistiquement significative (p>0,05). Cependant, il y a une influence du nombre d'occupants qui ont participé à chacun des établissements en moyenne des unités formant colonie par mètre carré sur la surface avant le lavage et la désinfection. Il n'y avait pas de corrélation entre les résultats quantitatifs de la contamination fongique de l'air et des surfaces des 10 établissements surveillés, cependant il existe des différences importantes, au niveau de signification de 10% entre la contamination fongique des surfaces et de la contamination fongique de l'air (p <0,1), on a constaté que malgré 50% des niveaux les plus bas étaient plus élevés dans la contamination fongique de l'air, la contamination fongique des surfaces présentée une plus grande variabilité quantitativement. En ce qui concerne les différences de la contamination fongique des surfaces dans les 10 établissements entre avant et après le lavage et la désinfection, il y avait seulement une réduction significative (p<0,05) de la contamination fongique après le lavage et la désinfection dans les balnéaires et vestiaires pour les hommes par rapport aux levures. Lors de l'établissement choisi, on a constaté que le rapport entre la contamination fongique et la température et l'humidité relative n'était pas significatif (p>0,05) dans les deux saisons et aussi on n’a pas observé l'influence des occupants en moyenne des unités formant colonie par mètres carrés de surfaces avant le lavage et la désinfection dans les deux saisons de l'année. Dans presque toutes les situations ou on a vérifié des différences significatives entre les deux saisons, il ya eu une augmentation des unités formant des colonies par mètre carré en Hiver, à l'exception du total des unités formant des colonies par mètre carré avant le lavage et désinfection dans les balnéaires et vestiaires des hommes où il y a eu une augmentation en Été. On a également été constaté que seulement a eu une réduction de la contamination des xxxi champignons après la désinfection de l'escalier d'accès en Hiver et dans les balnéaires et vestiaires des hommes en Été. Avec la méthode pour établir standard d’exposition professionnelle au fungi sur les surfaces on a obtenu dans les 10 établissements, avec le Niveau de Risque Faible de 65 places (54,2%), avec le Niveau de Risque Moyen 23 places (19,2%) et 32 places avec le Niveau de Risque Élevé (26,6%). Près du jacuzzi et près de la piscine sont les lieux avec des plus évaluations de Niveau de Risque Élevé. Lors de l'établissement choisi, il a été constaté que, dans l'Été, après le lavage et la désinfection, un plus grand nombre de places évaluées comme présentant un Niveau de Risque Élevé et en Hiver on a constaté la situation inverse avec de nombreux points de Niveau de Risque Élevé avant le lavage et la désinfection. A côté de la piscine et les escaliers ont été les lieux avec plus grands classifications de Niveau de Risque Élevé en Été et en Hiver. On a isolé, chez les travailleurs, des champignons communs aux isolés sur les surfaces. Avant le lavage et la désinfection, 30,3% des champignons ont été isolés sur les travailleurs et sur les surfaces et, après ces procédures, 45,5% des champignons ont été isolés fréquemment. Les levures les plus souvent isolées et les plus fréquentes avant et après le lavage et la désinfection des surfaces, et aussi dans les résultats d'échantillons biologiques prélevés sur les travailleurs, étaient du genre Rhodotorula et les espèces de Candida parapsilosis, ce qui permet confirmer que l'infection fongique des travailleurs est liée à la contamination fongique des surfaces. On a conclu qu’il est nécessaire l'intervention en Santé Occupationnelle sous la surveillance de l'environnement et sous la surveillance de la santé, afin de réduire la prévalence des infections fongiques. Pour atteindre cet objectif, nous suggérons la mise en oeuvre de mesures préventives, y compris: le contrôle de la contamination fongique des surfaces par des méthodes de lavage et de désinfection afin de minimiser la contamination fongique des surfaces, l'identification précoce de l'infection avec des prélèvements biologiques périodiques, notamment un protocole pour la surveillance de la santé, et aussi la conscience du sens de l'hygiène personnelle et le traitement des pathologies. La méthode mise en place pour l’établissement d’un standard d’exposition professionnelle au fungi sur les surfaces, servira à estimer non seulement le risque d'infection fongique des travailleurs dans les gymnases avec des piscines, mais aussi pour faciliter l'établissement de valeurs de référence de champignons, l'application des mesures correctives immédiates et appropriées, et aussi la prévention des infections fongiques, non seulement dans les gymnases avec piscine, mais aussi dans d'autres contextes professionnels.

Functional significance of adenosine in carotid body chemosensory activity in control and chronically hypoxic animals

ABSTRACT: Carotid bodies (CB) are peripheral chemoreceptor organs sensing changes in arterial blood O2, CO2 and pH levels. Hypoxia and acidosis or hypercapnia activates CB chemoreceptor cells, which respond by releasing neurotransmitters in order to increase the action potential frequency in their sensory nerve, the carotid sinus nerve (CSN). CSN activity is integrated in the brainstem to induce a fan of cardiorespiratory reflex responses, aimed at normalising the altered blood gases. Exogenously applied adenosine (Ado) increases CSN chemosensory activity inducing hyperventilation through activation of A2 receptors. The importance of the effects of adenosine in chemoreception was reinforced by data obtained in humans, in which the intravenous infusion of Ado causes hyperventilation and dyspnoea, an effect that has been attributed to the activation of CB because Ado does not cross blood-brain barrier and because the ventilatory effects are higher the closer to the CB it is injected. The present work was performed in order to establish the functional significance of adenosine in chemoreception at the carotid body in control and chronically hypoxic rats. To achieve this objective we investigated: 1) The release of adenosine from a rat carotid body in vitro preparation in response to moderate hypoxia and the specificity of this release. We also investigated the metabolic pathways of adenosine production and release in the organ in normoxia and hypoxia; 2) The modulation of adenosine/ATP release from rat carotid body chemoreceptor cells by nicotinic ACh receptors; 3) The effects of caffeine on peripheral control of breathing and the identity of the adenosine receptors involved in adenosine and caffeine effects on carotid body chemoreceptors; 4) The interactions between dopamine D2 receptors and adenosine A2B receptors that modulate the release of catecholamines (CA) from the rat carotid body; 5) The effect of chronic caffeine intake i.e. the continuous blockage of adenosine receptors thereby simulating a caffeine dependence, on the carotid body function in control and chronically hypoxic rats. The methodologies used in this work included: molecular biology techniques (e.g. immunocytochemistry and western-blot), biochemical techniques (e.g. neurotransmitter quantification by HPLC, bioluminescence and radioisotopic methods), electrophysiological techniques (e.g. action potential recordings) and ventilatory recordings using whole-body plethysmography. It was observed that: 1) CB chemoreceptor sensitivity to hypoxia could be related to its low threshold for the release of adenosine because moderate acute hypoxia (10% O2) increased adenosine concentrations released from the CB by 44% but was not a strong enough stimulus to evoke adenosine release from superior cervical ganglia and arterial tissue; 2) Acetylcholine (ACh) modulates the release of adenosine/5’-adenosine triphosphate (ATP) from CB in moderate hypoxia through the activation of nicotinic receptors with α4 and ß2 receptor subunits, suggesting that the excitatory role of ACh in chemosensory activity includes indirect activation of purinergic receptors by adenosine and ATP, which strongly supports the hypothesis that ATP/adenosine are important mediators in chemotransduction; 3) adenosine increases the release of CA from rat CB chemoreceptor cells via A2B receptors; 4) the inhibitory effects of caffeine on CB chemoreceptors are mediated by antagonism of postsynaptic A2A and presynaptic A2B adenosine receptors indicating that chemosensory activity elicited by hypoxia is controlled by adenosine; 5) The release of CA from rat CB chemoreceptor cells is modulated by adenosine through an antagonistic interaction between A2B and D2 receptors, for the first time herein described; 6) chronic caffeine treatment did not significantly alter the basal function of CB in normoxic rats assessed as the dynamics of their neurotransmitters, dopamine, ATP and adenosine, and the CSN chemosensory activity. In contrast, the responses to hypoxia in these animals were facilitated by chronic caffeine intake because it increased the ventilatory response, slightly increased CSN chemosensory activity and increased dopamine (DA) and ATP release; 7) In comparison with normoxic rats, chronically hypoxic rats exhibited an increase in several parameters: ventilatory hypoxic response; basal and hypoxic CSN activity; tyrosine hydroxylase expression, CA content, synthesis and release; basal and hypoxic adenosine release; and in contrast a normal basal release and diminished hypoxia-induced ATP release; 8) Finally, in contrast to chronically hypoxic rats, chronic caffeine treatment did not alter the basal CSN chemosensory activity. Nevertheless, the responses to mild and intense hypoxia, and hypercapnia, were diminished. This inhibitory effect of chronic caffeine in CB output is compensated by central mechanisms, as the minute ventilation parameter in basal conditions and in response to acute hypoxic challenges remained unaltered in rats exposed to chronic hypoxia. We can conclude that adenosine both in acute and chronically hypoxic conditions have an excitatory role in the CB chemosensory activity, acting directly on adenosine A2A receptors present postsynaptically in CSN, and acting presynaptically via A2B receptors controlling the release of dopamine in chemoreceptor cells. We suggest that A2B -D2 adenosine / dopamine interactions at the CB could explain the increase in CA metabolism caused by chronic ingestion of caffeine during chronic hypoxia. It was also concluded that adenosine facilitates CB sensitisation to chronic hypoxia although this effect is further compensated at the central nervous system.-------- RESUMO: Os corpos carotídeos (CB) são pequenos orgãos emparelhados localizados na bifurcação da artéria carótida comum. Estes órgãos são sensíveis a variações na PaO2, PaCO2, pH e temperatura sendo responsáveis pela hiperventilação que ocorre em resposta à hipóxia, contribuindo também para a hiperventilação que acompanha a acidose metabólica e respiratória. As células quimiorreceptoras (tipo I ou glómicas) do corpo carotídeo respondem às variações de gases arteriais libertando neurotransmissores que activam as terminações sensitivas do nervo do seio carotídeo (CSN) conduzindo a informação ao centro respiratório central. Está ainda por esclarecer qual o neurotransmissor (ou os neurotransmissores) responsável pela sinalização hipóxica no corpo carotídeo. A adenosina é um neurotransmissor excitatório no CB que aumenta a actividade eléctrica do CSN induzindo a hiperventilação através da activação de receptores A2. A importância destes efeitos da adenosina na quimiorrecepção, descritos em ratos e gatos, foi reforçada por resultados obtidos em voluntários saudáveis onde a infusão intravenosa de adenosina em induz hiperventilação e dispneia, efeito atribuído a uma activação do CB uma vez que a adenosina não atravessa a barreira hemato-encefálica e o efeito é quanto maior quanto mais perto do CB for a administração de adenosina. O presente trabalho foi realizado com o objectivo de esclarecer qual o significado funcional da adenosina na quimiorrecepção no CB em animais controlo e em animais submetidos a hipoxia crónica mantida. Para alcançar este objectivo investigou-se: 1) o efeito da hipóxia moderada sobre a libertação de adenosina numa preparação in vitro de CB e a especificidade desta mesma libertação comparativamente com outros tecidos não quimiossensitivos, assim como as vias metabólicas de produção e libertação de adenosina no CB em normoxia e hipóxia; 2) a modulação da libertação de adenosina/ATP das células quimiorreceptoras do CB por receptores nicotínicos de ACh; 3) os efeitos da cafeína no controlo periférico da ventilação e a identidade dos receptores de adenosina envolvidos nos efeitos da adenosina e da cafeína nos quimiorreceptores do CB; 4) as interacções entre os receptores D2 de dopamina e os receptores A2B de adenosina que modulam a libertação de catecolaminas (CA) no CB de rato e; 5) o efeito da ingestão crónica de cafeína, isto é, o contínuo bloqueio e dos receptores de adenosina, simulando assim o consumo crónico da cafeína, tal como ocorre na população humana mundial e principalmente no ocidente, na função do corpo carotídeo em ratos controlo e em ratos submetidos a hipoxia crónica. Os métodos utilizados neste trabalho incluíram: técnicas de biologia molecular como imunocitoquímica e western-blot; técnicas bioquímicas, tais como a quantificação de neurotransmissores por HPLC, bioluminescência e métodos radioisotópicos; técnicas electrofisiológicas como o registro de potenciais eléctricos do nervo do seio carotídeo in vitro; e registros ventilatórios in vivo em animais não anestesiados e em livre movimento (pletismografia). Observou-se que: 1) a especificidade dos quimiorreceptores do CB como sensores de O2 está correlacionada com o baixo limiar de libertação de adenosina em resposta à hipóxia dado que a libertação de adenosina do CB aumenta 44% em resposta a uma hipóxia moderada (10% O2), que no entanto não é um estímulo suficientemente intenso para evocar a libertação de adenosina do gânglio cervical superior ou do tecido arterial. Observou-se também que aproximadamente 40% da adenosina libertada pelo CB provém do catabolismo extracelular do ATP quer em normóxia quer em hipóxia moderada, sendo que PO2 reduzidas induzem a libertação de adenosina via activação do sistema de transporte equilibrativo ENT1. 2) a ACh modula a libertação de adenosina /ATP do CB em resposta à hipoxia moderada sugerindo que o papel excitatório da ACh na actividade quimiossensora inclui a activação indirecta de receptores purinérgicos pela adenosina e ATP, indicando que a adenosina e o ATP poderiam actuar como mediadores importantes no processo de quimiotransducção uma vez que: a) a activação dos receptores nicotínicos de ACh no CB em normóxia estimula a libertação de adenosina (max 36%) provindo aparentemente da degradação extracelular do ATP. b) a caracterização farmacológica dos receptores nicotínicos de ACh envolvidos na estimulação da libertação de adenosina do CB revelou que os receptores nicotínicos de ACh envolvidos são constituídos por subunidades α4ß2. 3) a adenosina modula a libertação de catecolaminas das células quimiorreceptoras do CB através de receptores de adenosina A2B dado que: a)a cafeína, um antagonista não selectivo dos receptores de adenosina, inibiu a libertação de CA quer em normóxia quer em resposta a estímulos de baixa intensidade sendo ineficaz na libertação induzida por estímulos de intensidade superior; b) o DPCPX e do MRS1754 mimetizaram os efeitos da cafeína no CB sendo o SCH58621 incapaz de induzir a libertação de CA indicando que os efeitos da cafeína seriam mediados por receptores A2B de adenosina cuja presença nas células quimiorreceptoras do CB demonstramos por imunocitoquímica. 4) a aplicação aguda de cafeína inibiu em 52% a actividade quimiossensora do CSN induzida pela hipóxia sendo este efeito mediado respectivamente por receptores de adenosina A2A pós-sinápticos e A2B pré-sinápticos indicando que a actividade quimiossensora induzida pela hipóxia é controlada pela adenosina. 5) existe uma interacção entre os receptores A2B e D2 que controla a libertação de CA do corpo carotídeo de rato uma vez que: a) os antagonistas dos receptores D2, domperidona e haloperidol, aumentaram a libertação basal e evocada de CA das células quimiorreceptoras confirmando a presença de autorreceptores D2 no CB de rato que controlam a libertação de CA através de um mecanismo de feed-back negativo. b) o sulpiride, um antagonista dos receptores D2, aumentou a libertação de CA das células quimiorreceptoras revertendo o efeito inibitório da cafeína sobre esta mesma libertação; c) a propilnorapomorfina, um agonista D2 inibiu a libertação basal e evocada de CA sendo este efeito revertido pela NECA, um agonista dos receptores A2B. O facto de a NECA potenciar o efeito do haloperidol na libertação de CA sugere que a interacção entre os receptores D2 e A2B poderia também ocorrer ao nível de segundos mensageiros, como o cAMP. 6) a ingestão crónica de cafeína em ratos controlo (normóxicos) não alterou significativamente a função basal do CB medida como a dinâmica dos seus neurotransmissores, dopamina, ATP e adenosina e como actividade quimiossensora do CSN. Contrariamente aos efeitos basais, a ingestão crónica de cafeína facilitou a resposta à hipóxia, dado que aumentou o efeito no volume minuto respiratórioapresentando-se também uma clara tendência para aumentar a actividade quimiossensora do CSN e aumentar a libertação de ATP e dopamina.7) após um período de 15 dias de hipóxia crónica era evidente o fenómeno de aclimatização dado que as respostas ventilatórias à hipóxia se encontram aumentadas, assim como a actividade quimiossensora do CSN basal e induzida pela hipóxia. As alterações observadas no metabolismo da dopamina, assim como na libertação basal de dopamina e de adenosina poderiam contribuir para a aclimatização durante a hipoxia crónica. A libertação aumentada de adenosina em resposta à hipóxia aguda em ratos hipóxicos crónicos sugere um papel da adenosina na manutenção/aumento das respostas ventilatórias à hipóxia aguda durante a hipóxia crónica. Observou-se também que a libertação de ATP induzida pela hipóxia aguda se encontra diminuída em hipóxia crónica, contudo a ingestão crónica de cafeína reverteu este efeito para valores similares aos valores controlo, sugerindo que a adenosina possa modular a libertação de ATP em hipóxia crónica. 8) a ingestão crónica de cafeína em ratos hipóxicos crónicos induziu o aumento do metabolismo de CA no CB, medido como expressão de tirosina hidroxilase, conteúdo, síntese e libertação de CA. 9) a ingestão crónica de cafeína não provocou quaisquer alterações na actividade quimiossensora do CSN em ratos hipóxicos crónicos no entanto, as respostas do CSN à hipóxia aguda intensa e moderada e à hipercapnia encontram-se diminuídas. Este efeito inibitório que provém da ingestão crónica de cafeína parece ser compensado ao nível dos quimiorreceptores centrais dado que os parâmetros ventilatórios em condições basais e em resposta à hipoxia aguda não se encontram modificados em ratos expostos durante 15 dias a uma atmosfera hipóxica. Resumindo podemos assim concluir que a adenosina quer em situações de hipoxia aguda quer em condições de hipoxia crónica tem um papel excitatório na actividade quimiossensora do CB actuando directamente nos receptores A2A presentes pós-sinapticamente no CSN, assim como facilitando a libertação de dopamina pré-sinapticamente via receptores A2B presentes nas células quimiorreceptoras. A interacção negativa entre os receptores A2B e D2 observadas nas células quimiorreceptoras do CB poderia explicar o aumento do metabolismo de CA observado após a ingestão crónica de cafeína em animais hipóxicos. Conclui-se ainda que durante a aclimatização à hipóxia a acção inibitória da cafeína, em termos de resposta ventilatória, mediada pelos quimiorreceptores periféricos é compensada pelos efeitos excitatórios desta xantina ao nível do quimiorreceptores centrais.------- RESUMEN Los cuerpos carotídeos (CB) son órganos emparejados que están localizados en la bifurcación de la arteria carótida común. Estos órganos son sensibles a variaciones en la PaO2, en la PaCO2, pH y temperatura siendo responsables de la hiperventilación que ocurre en respuesta a la hipoxia, contribuyendo también a la hiperventilación que acompaña a la acidosis metabólica y respiratoria. Las células quimiorreceptoras (tipo I o glómicas) del cuerpo carotídeo responden a las variaciones de gases arteriales liberando neurotransmissores que activan las terminaciones sensitivas del nervio del seno carotídeo (CSN) llevando la información al centro respiratorio central. Todavía esta por clarificar cual el neurotransmisor (o neurotransmisores) responsable por la señalización hipóxica en el CB. La adenosina es un neurotransmisor excitatório en el CB ya que aumenta la actividad del CSN e induce la hiperventilación a través de la activación de receptores de adenosina del subtipo A2. La importancia de estos efectos de la adenosina en la quimiorrecepción, descritos en ratas y gatos, ha sido fuertemente reforzada por resultados obtenidos en voluntarios sanos en los que la infusión intravenosa de adenosina induce hiperventilación y dispnea, efectos estés que han sido atribuidos a una activación del CB ya que la adenosina no cruza la barrera hemato-encefalica y el efecto es tanto más grande cuanto más cercana del CB es la administración. Este trabajo ha sido realizado con el objetivo de investigar cual el significado funcional de la adenosina en la quimiorrecepción en el CB en animales controlo y en animales sometidos a hipoxia crónica sostenida. Para alcanzar este objetivo se ha estudiado: 1) el efecto de la hipoxia moderada en la liberación de adenosina en una preparación in vitro de CB y la especificidad de esta liberación en comparación con otros tejidos no-quimiosensitivos, así como las vías metabólicas de producción y liberación de adenosina del órgano en normoxia y hipoxia; 2) la modulación de la liberación de adenosina/ATP de las células quimiorreceptoras del CB por receptores nicotínicos de ACh; 3) los efectos de la cafeína en el controlo periférico de la ventilación y la identidad de los receptores de adenosina involucrados en los efectos de la adenosina y cafeína en los quimiorreceptores del CB; 4) las interacciones entre los receptores D2 de dopamina y los receptores A2B de adenosina que modulan la liberación de catecolaminas (CA) en el CB de rata y; 5) el efecto de la ingestión crónica de cafeína, es decir, el bloqueo sostenido de los receptores de adenosina, simulando la dependencia de cafeína observada en la populación mundial del occidente, en la función del CB en ratas controlo y sometidas a hipoxia crónica sostenida. Los métodos utilizados en este trabajo incluirán: técnicas de biología molecular como imunocitoquímica y western-blot; técnicas bioquímicas, tales como la cuantificación de neurotransmissores por HPLC, bioluminescencia y métodos radioisotópicos; técnicas electrofisiológicas como el registro de potenciales eléctricos del nervio do seno carotídeo in vitro; y registros ventilatórios in vivo en animales no anestesiados y en libre movimiento (pletismografia). Se observó que: 1) la sensibilidad de los quimiorreceptores de CB esta correlacionada con un bajo umbral de liberación de adenosina en respuesta a la hipoxia ya que en respuesta a una hipoxia moderada (10% O2) la liberación de adenosina en el CB aumenta un 44%, sin embargo esta PaO2 no es un estimulo suficientemente fuerte para inducir la liberación de adenosina del ganglio cervical superior o del tejido arterial; se observó también que aproximadamente 40% de la adenosina liberada del CB proviene del catabolismo extracelular del ATP en normoxia y en hipoxia moderada, y que bajas PO2 inducen la liberación de adenosina vía activación del sistema de transporte equilibrativo ENT1. 2) la ACh modula la liberación de adenosina /ATP del CB en respuesta a la hipóxia moderada lo que sugiere que el papel excitatório de la ACh en la actividad quimiosensora incluye la activación indirecta de receptores purinérgicos por la adenosina y el ATP, indicando que la adenosina y el ATP pueden actuar como mediadores importantes en el proceso de quimiotransducción ya que: a) la activación de los receptores nicotínicos de ACh en el CB en normoxia estimula la liberación de adenosina (max 36%) que aparentemente proviene de la degradación extracelular del ATP. Se observó también que este aumento de adenosina en el CB en hipoxia ha sido antagonizado parcialmente por antagonistas de estos mismos receptores; b) la caracterización farmacológica de los receptores nicotínicos de ACh involucrados en la estimulación de la liberación de adenosina del CB ha revelado que los receptores nicotínicos de ACh involucrados son constituidos por sub-unidades α4ß2. 3) la adenosina modula la liberación de CA de las células quimiorreceptoras del CB a través de receptores de adenosina A2B ya que: a) la cafeína, un antagonista no selectivo de los receptores de adenosina, ha inhibido la liberación de CA en normoxia y en respuesta a estímulos de baja intensidad siendo ineficaz en la liberación inducida por estímulos de intensidad superior; b) el DPCPX y el MRS1754 ha mimetizado los efectos de la cafeína en el CB y el SCH58621 ha sido incapaz de inducir la liberación de CA lo que sugiere que los efectos de la cafeína son mediados por receptores A2B de adenosina que están localizados pré-sinapticamente en las células quimiorreceptoras del CB. 4) la aplicación aguda de cafeína ha inhibido en 52% la actividad quimiosensora del CSN inducida por la hipoxia siendo este efecto mediado respectivamente por receptores de adenosina A2A pós-sinápticos y A2B pré-sinápticos lo que indica que la actividad quimiosensora inducida por la hipoxia es controlada por la adenosina. 5) existe una interacción entre los receptores A2B y D2 que controla la liberación de CA del CB de rata ya que: a) el sulpiride, un antagonista de los receptores D2, ha aumentado la liberación de CA de las células quimiorreceptoras revertiendo el efecto inhibitorio de la cafeína sobre esta misma liberación; b) los antagonistas de los receptores D2, domperidona y haloperidol, han aumentado la liberación basal e evocada de CA de las células quimiorreceptoras confirmando la presencia de autorreceptores D2 en el CB de rata que controlan la liberación de CA a través de un mecanismo de feed-back negativo; c) la propilnorapomorfina, un agonista D2, ha inhibido la liberación basal e evocada de CA sendo este efecto revertido por la NECA, un agonista de los receptores A2B. Ya que la NECA potencia el efecto del haloperidol en la liberación de CA la interacción entre los D2 y A2B puede también ocurrir al nivel de segundos mensajeros, como el cAMP. 6) la ingestión crónica de cafeína en ratas controlo (normóxicas) no ha cambiado significativamente la función basal del CB medida como la dinámica de sus neurotransmisores, dopamina, ATP y adenosina y como actividad quimiosensora del CSN. Al revés de lo que pasa con los efectos básales, la ingestión crónica de cafeína facilitó la respuesta a la hipóxia, ya que ha aumentado la respuesta ventilatória medida como volumen minuto presentando también una clara tendencia para aumentar la actividad quimiosensora del CSN y aumentar la liberación de ATP y dopamina. 7. Después de un período de 15 días de hipoxia crónica se puede observar el fenómeno de climatización ya que las respuestas ventilatórias a la hipoxia están aumentadas, así como la actividad quimiosensora del CSN basal e inducida por la hipoxia. Los cambios observados en el metabolismo de la dopamina, así como en la liberación basal de dopamina y de adenosina podrían contribuir para la climatización en hipoxia crónica. El aumento en la liberación de adenosina en respuesta a la hipoxia aguda en ratas sometidas a hipoxia crónica sugiere un papel para la adenosina en el mantenimiento/aumento de las respuestas ventilatórias a la hipoxia aguda en hipoxia crónica sostenida. Se ha observado también que la liberación de ATP inducida por la hipoxia aguda está disminuida en hipoxia crónica y que la ingestión crónica de cafeína reverte este efecto para valores similares a los valores controlo, sugiriendo que la adenosina podría modular la liberación de ATP en hipoxia crónica. 8. la ingestión crónica de cafeína ha inducido el aumento del metabolismo de CA en el CB en ratas hipóxicas crónicas, medido como expresión de la tirosina hidroxilase, contenido, síntesis y liberación de CA. 9. la ingestión crónica de cafeína no ha inducido cambios en la actividad quimiosensora del CSN en ratas hipóxicas crónicas sin embargo las respuestas do CSN a una hipoxia intensa y moderada y a la hipercapnia están disminuidas. Este efecto inhibitorio que es debido a la ingestión crónica de cafeína es compensado al nivel de los quimiorreceptores centrales ya que los parámetros ventilatórios en condiciones básales y en respuesta a la hipoxia aguda no están modificados en ratas expuestas durante 15 días a una atmósfera hipóxica. Resumiendo se puede concluir que la adenosina en situaciones de hipoxia aguda así como en hipoxia crónica tiene un papel excitatório en la actividad quimiosensora del CB actuando directamente en los receptores A2A localizados pós-sinapticamente en el CSN, así como controlando la liberación de dopamina pré-sinaptica vía receptores A2B localizados en las células quimiorreceptoras. Las interacciones entre los receptores A2B y D2 observadas en las células quimiorreceptoras del CB podrían explicar el aumento del metabolismo de CA observado después de la ingestión crónica de cafeína en animales hipóxicos. Por fin, pero no menos importante se puede concluir que durante la climatización a la hipoxia la acción inhibitoria de la cafeína, medida como respuesta ventilatória, mediada por los quimiorreceptores periféricos es compensada por los efectos excitatórios de esta xantina al nivel de los quimiorreceptores centrales.

Biological activity of well defined hydantoin derivatives on efflux pump systems of bacteria and cancer cells

A multi-resistência a antibióticos e medicamentos usados em quimioterapia é um dos grandes problemas com os quais as instituições de saúde se debatem hoje em dia. A acção provocada por bombas de efluxo é uma das suas causas. Estas bombas têm uma importância fundamental, uma vez que, ao expelirem todo o tipo de tóxicos para o exterior das células, também expelem medicamentos, fazendo com que estes não tenham o efeito desejado dentro delas. As bombas de efluxo são transportadores que se encontram nas membranas de todo o tipo de células. Existem dois grandes tipos de bombas de efluxo: as primárias e as secundárias. As primeiras conferem multi-resistência principalmente em células eucariotas, como as células do cancro em humanos, tendo como função a mediação da repulsa de substâncias tóxicas por intermédio da hidrólise de ATP. A primeira a ser descoberta e mais estudada destas bombas foi a ABCB1 que é o gene que codifica a glicoproteína-P (P de permeabilidade). Enquanto as secundárias, que são a maior fonte de multi-resistência em bactérias, promovem a extrusão de substâncias tóxicas através da força motriz de protões. Neste tipo de bombas são conhecidas quatro famílias principais, das quais uma das mais importantes é a superfamília RND, uma vez que inclui a bomba AcrAB-TolC, que é muito importante no metabolismo xenobiótico de bactérias Gramnegativas, nomeadamente a E.coli. Com o objectivo de reverter a multi-resistência, tanto em células eucariotas como procariotas, têm-se desenvolvido estratégias de combate que envolvem a descoberta de substâncias que inibam as bombas de efluxo. Assim sendo, ao longo dos tempos têm sido descobertas variadas substâncias que cumprem este objectivo. É o caso, por exemplo, dos derivados de fluoroquinolonas usados como inibidores de bombas de efluxo em bactérias ou do Tamoxifen, utilizado na terapia de pacientes com cancro da mama. Um dos grupos de substâncias estudados para o desenvolvimento de possíveis compostos que actuem como reversores de multi-resistência são os compostos derivados de hidantoínas. Estes, são conhecidos por possuírem uma grande variedade de propriedades bioquímicas e farmacológicas, sendo portanto usados para tratarem algumas doenças em humanos, como a epilepsia. Nestes, estão englobados compostos com actividade anti-convulsão que constitui a sua grande mais-valia e, dependente da substituição no anel que os constitui, uma grande variedade de outras propriedades farmacológicas como a anti-fungica, a anti-arritmica, a anti-viral, a anti-diabética ou por exemplo a antagonização de determinados receptores, como os da serotonina. Apesar de pouco usados em estudos experimentais para desenvolver substâncias anti-carcinogénicas, existem alguns estudos com este efeito. Objectivos: O presente projecto envolve o estudo de bombas de efluxo primárias e secundárias, em células eucariotas e procariotas, respectivamente. Em bactérias, foram usados quatro modelos experimentais: Staphylococcus aureus ATCC 25923, Enterococcus faecalis ATCC 29212, E. coli AG 100 e Salmonella Enteritidis NCTC 13349. Em células de cancro foram usadas, células T de linfoma de rato parentais e células T de linfoma de rato transfectadas com o gene humano MDR-1. O principal objectivo deste estudo foi a pesquisa de novos moduladores de bombas de efluxo presentes em bactérias e células do cancro, tentando assim contribuir para o desenvolvimento de novos agentes farmacológicos que consigam reverter a multi-resistência a medicamentos. Assim sendo foram testados trinta compostos derivados de hidantoínas: SZ-2, SZ-7, LL-9, BS-1, JH-63, MN-3, TD-7k, GG-5k, P3, P7, P10, P11, RW-15b, AD-26, RW-13, AD-29, KF-2, PDPH-3, Mor-1, KK-XV, Thioam-1, JHF-1, JHC-2, JHP-1, Fur-2, GL-1, GL-7, GL-14, GL-16, GL-18. Como forma de atingir estes objectivos, a actividade biológica dos trinta compostos derivados de hidantoínas foi avaliada nas quatro estirpes de bactérias da seguinte forma: foram determinadas as concentrações mínimas inibitórias dos trinta compostos como forma de definir as concentrações em que os compostos seriam utilizados. Os compostos foram posteriormente testadas com um método fluorométrico de acumulação de brometo de etídeo, que é um substrato comum em bombas de efluxo bacterianas, desenvolvido por Viveiros et al. A actividade biológica dos compostos derivados de hidantoínas nas células de cancro foi demonstrada por diferentes métodos. O efeito anti-proliferativo e citotóxico dos trinta compostos foi avaliado nas células T de linfoma de rato transfectadas com o gene humano MDR-1 pelo método de thiazolyl de tetrazólio (MTT). Como o brometo de etídeo também é expelido pelos transportadores ABC, estes compostos foram posteriormente testados com um método fluorométrico de acumulação de brometo de etídeo desenvolvido por Spengler et al nos dois diferentes tipos de células eucariotas. Resultados: A maioria dos compostos derivados de hidantoínas foi eficaz na modulação de bombas de efluxo, nas duas estirpes de bactérias Gram-negativas e nos dois diferentes tipos de células T de linfoma. Em contraste com estes resultados, nas duas estirpes de células Gram-positivas, a maioria dos compostos tiveram pouco efeito na inibição de bombas de efluxo ou até nenhum, em muitos dos casos. De uma maneira geral os melhores compostos nas diferentes estirpes de bactérias foram: Thioam-1, SZ-2, P3, Rw-15b, AD-26, AD-29, GL-18, GL-7, KF-2, SZ-7, MN-3, GL-16 e GL- 14. Foram portanto estes os compostos que provocaram maior acumulação de brometo de etídeo, inibindo assim com maior eficácia as bombas de efluxo. No presente estudo, a maioria dos compostos conseguiu inibir a resistência provocada pela bomba de efluxo ABCB1, tanto nas células parentais bem como nas células que sobre-expressam esta bomba, causando a acumulação de brometo de etídeo dentro das células. As células que sobreexpressam a bomba ABCB1 foram posteriormente testadas com citometria de fluxo que é a técnica padrão para pesquisa de inibidores de bombas de efluxo. Os compostos que foram mais efectivos na inibição da bomba ABCB1, causando assim maior acumulação de brometo de etídeo nas células que sobre-expressam esta bomba foram: PDPH-3, GL-7, KK-XV, AD-29, Thioam-1, SZ-7, KF-2, MN-3, RW-13, LL-9, P3, AD-26, JH-63 e RW- 15b. Este facto não corroborou totalmente os resultados da citometria de fluxo uma vez que os moduladores que provocaram maior inibição da bomba ABCB1 foram o MN-3, JH-63 e o BS-1, sendo que o último não foi seleccionado como um bom composto usando o método fluorométrico de acumulação de brometo de etídeo. Conclusão: Os compostos derivados de hidantoínas testados tiveram maior efeito nas estirpes de bactérias Gram-negativas do que nas Gram-positivas. Relativamente às células eucariotas, as estruturas mais activas apresentam substituintes aromáticos bem como alguns fragmentos aminicos terciários.

Characterization of the activity of nitrous oxide reductase: biochemical, spectroscopic and mimetic approaches

Dissertação apresentada para a obtenção do Grau de Doutor em Química Sustentável pela Universidade Nova de Lisboa, Faculdade de Ciências e Tecnologia

The inhibitory activity of synthetic compounds and ions against transporters of multi-drug resistant bacteria

RESUMO: Sessenta e três derivados de hidantoína foram utilizados para avaliar possíveis efeitos de modulação na actividade das bombas de efluxo (BE) na Salmonella NCTC 13349 utilizando um método fluorimétrico semi-automático. Nenhum dos compostos apresentaram actividade anti-bacteriana até concentrações de 240 mg/L. Entre todos os compostos, SZ-7 demonstrou possuir propriedades de modulação de effluxo na presença de glucose. Para testar esta actividade, estirpes de Salmonella resistentes à ciprofloxacina, induzidas a elevados níveis de resistência com sobre-expressão de BE, foram expostas ao SZ-7. Este derivado afectou a susceptibilidade das estirpes à ciprofloxacina. Uma vez que os 63 compostos estudados apresentaram pouco efeito inibitório /cumulativo, apesar de serem conhecidos pelos seus efeitos moduladores de BE-dependentes de iões em eucariotas, foi questionado o papel dos iões na regulação de BE bacterianas, que poderão influenciar a eficácia de novos compostos. Para este estudo, utilizamos a Escherichia coli AG100 como modelo, devido ao extenso conhecimento no que respeita a estrutura e actividade das BE. Devido à importância de iões de cálcio (Ca2+) nos canais de transporte membranar e na actividade de ATPases, a sua actividade na modulação do efluxo foi investigada. De resultados anteriormente obtidos concluiu-se que a pH 5 o efluxo é independente de energia metabólica; contudo, a pH 8 é absolutamente dependente, sendo que o Ca2+ é indispensável para manter a actividade das ATPases bacterianas. A acumulação/effluxo de EtBr pela E. coli AG100 foi determinada na presença/ausência de Ca2+, clorpromazina (inibidor de ligação de Ca2+ a proteínas), e ácido etilenodiamino tetra-acético (quelante de Ca2+). Acumulação/effluxo aumentou a pH 8, contudo o Ca2+ reverte estes efeitos evidenciando a sua importância no funcionamento das BE bacterianas. Em resumo este trabalho colocou em evidência que muitos aspectos bioquímicos e bioenergéticos devem ser tomados em consideração no estudo da resistência bacteriana mediada por BE.------- ABSTRACT: Sixty-three hydantoin derivatives were evaluated for their modulating effects on efflux pump (EP) activity of Salmonella NCTC 13349 utilizing a semi-automatic fluorometric method. None of the compounds presented antibacterial activities at concentrations as high as 240 mg/L. Among all compounds, SZ-7 showed possible efflux modulating activity in the presence of glucose, indicative of a potential EP inhibitor. To verify its potential effects, ciprofloxacin-resistant Salmonella strains, induced to high level resistance with over-expressing EPs, were exposed to SZ-7. This derivative affected the susceptibility of the ciprofloxacin-resistant strains. Since the 63 compounds studied had very low inhibitory/accumulative effects, even though their known for being efficient in modulating ion-driven eukaryotic EPs, we questioned whether ions had a leading role in regulating bacterial EPs, influencing the effectiveness of new compounds. For this study we used Escherichia coli AG100 as a model, due to the extensive knowledge on its EPs structure and activity. Owing the importance of calcium ions (Ca2+) for membrane transport channels and activity of ATPases, the role of Ca2+ was investigated. From previous results we concluded that at pH 5 efflux is independent of metabolic energy; however, at pH 8 it is entirely dependent of metabolic energy and the Ca2+ ions are essential to maintain the activity of bacterial ATPases. Accumulation and efflux of ethidium bromide (EtBr) by E. coli AG100 was determined in the presence and absence of Ca2+, chlorpromazine (inhibitor of Ca2+-binding to proteins), and ethylenediaminetetraacetic acid (Ca2+ chelator). Accumulation of EtBr increased at pH 8; however Ca2+ reversed these effects providing information as to the importance of this ion in the regulation of bacterial EP systems. Overall this work puts in evidence that many biochemical and bioenergetic aspects related to the strains physiology need to be taken into consideration in bacterial drug resistance mediated by EPs.

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