a-CICLODEXTRINA E METIL MERCÚRIO: NOVA ESTRATÉGIA PARA retirar ORGANOMERCURIAIS?

Silvânia Vaz de Melo Mattos (PG)*; Célia de Fátima Barbosa (PQ)**; Raquel Joane Rodrigues (PQ)**; Luiz Fernando Cappa de Oliveira (PQ)***, Andréia A M Nascimento (PQ) ^f; Juliana A. dos Santos Oliveira (TQ)^#; Cynthia Peres Demicheli (PQ) ^#; Rubén Dario Sinisterra (PQ) ^#

* Lab. Contaminantes Metálicos, Divisão de Bromatologia e Toxicologia – FUNED; **Controle Biológico de Qualidade - Fundação Ezequiel Dias – FUNED; ***Departamento de Química, Universidade Federal de Juiz de Fora;

^fDepartamento de Biologia Geral – UFMG; ^#Departamento de Química da Universidade Federal de Minas Gerais – UFMG

O mercúrio é classificado como metal pesado tóxico, por suas características de alta volatilidade, fácil transformação nos compartimentos naturais e biomagnificação. Com relação à toxicidade, três principais formas químicas do metal merecem destaque, o mercúrio elementar, o inorgânico e o orgânico. Nos ambientes aquáticos os microorganismos convertem o Hg em cloreto de metil mercúrio (MeHg), a forma mais tóxica do mercúrio. O MeHg é concentrado nos peixes, via cadeia alimentar, alcançando concentrações muito mais altas do que a originalmente encontrada no meio ambiente. Em conseqüência, o consumo de peixes é a principal rota de exposição humana ao MeHg, sendo particularmente um risco para os fetos, que podem sofrer de distúrbios no sistema nervoso central, retardo mental, e deficiências no desenvolvimento motor. Adultos podem sofrer de deficiências sensoriais e motoras. Essa diferença pode ser devido à incompleta formação da barreira hemato-encefálica e à ausência de excreção do MeHg no feto. O MeHg absorvido se distribui pelo organismo, penetrando facilmente as barreiras hemato-encefálica e placentária, devido à alta lipoafinidade e lipossolubilidade. A molécula de MeHg é bastante estável, sendo demetilada no organismo apenas lentamente. Tendo em vista a seriedade do problema toxicológico e as características de lipoafinidade do metil mercúrio, aliado às propriedades da ciclodextrina (CD) em abrigar compostos de baixa solubilidade em água, preparou-se o composto de inclusão do MeHg com a a-CD. Esse estudo visa obter uma tecnologia alternativa na redução da toxicidade do MeHg ou sua pré-concentração na remediação do mercúrio. O composto (MeHg:CD) foi preparado pelo método de co-precipitação, com uma estequiometria molar de 1:1, que foi confirmada pela análise por absorção atômica. o produto formado é bem mais solúvel em água que o cloreto de metil mercúrio puro. Procederam-se as análises de IV, Raman, DRX, TG, DSC e RMN de ¹H e ¹³C, para caracterização do produto obtido. Para efeito de comparação nas análises realizadas, preparou-se a mistura mecânica na mesma proporção molar de hospedeiro:convidado. O composto foi analisado também pelos testes biológicos de concentração inibitória mínima (CIM) em E. coli, pelo método de diluição em tubos, e determinada a DL₅₀ em camundongos albinos machos, em comparação com o MeHg puro e a mistura mecânica (MeHg//CD). As análises de IV se revelaram decisivas na caracterização e comprovação do processo de inclusão ocorrido. A ausência da banda de CH₃ “rock” em 760 cm^-1, mostra que o MeHg perdeu a liberdade desse movimento ao ser incluído na cavidade da a-CD. Também não foram observados os modos de estiramento simétrico e assimétrico de CH₃, em 2980 e 2770 cm^-1, respectivamente, comparado com o do MeHg. O espectro Raman mostra que a banda do modo vibracional Hg-Cl, em 293 cm^-1, no MeHg, está deslocada para 329 cm^-1 no espectro do MeHg:CD. As duas outras bandas apresentadas pelo MeHg, em 555 e 1189 cm^-1, de d_sim. do Hg-C e do CH₃ respectivamente, também estão deslocadas para 563 e 1201 cm^-1. Essa observação experimental não é muito comum nos compostos de inclusão com ciclodextrinas, já que as interações não são fortes o suficiente para promover um deslocamento acentuado nos modos vibracionais do convidado, porém, os resultados podem ser derivados de uma interação particular do CH₃HgCl dentro da cavidade. Os resultados obtidos comprovaram que o MeHg está realmente incluído na cavidade da a-CD e que a interação deve estar ocorrendo através do lado metilado da molécula. As curvas TG, DTG e DSC do composto de inclusão mostraram um comportamento térmico muito diferente dos compostos parente. A análise de RMN de ¹³C revelou que todos os carbonos, exceto C6, externo à cavidade, sofreram alterações com a formação do produto de inclusão. Os carbonos C5, C2 e C3, apresentaram proteção com a inclusão do convidado, com diferenças de deslocamento químico de 1,13, 0,58 e 0,22 ppm respectivamente, refletindo as mudanças de campo elétrico ocorridas no interior da cavidade. Por outro lado, C1 e C4 mostraram desproteção de 0,03 e 0,11 ppm respectivamente, atribuída às mudanças conformacionais ocorridas com a complexação. Essa alteração demonstra a tensão nas bordas da cavidade. Os padrões de DRX do MeHg e da a-CD se mostraram como um sistema policristalino, e a mistura mecânica apresentou os mesmos picos 2q típicos verificados nos componentes individuais. Já para o MeHg:CD, o perfil de DRX é bastante distinto, mais amorfo, e os picos característicos do MeHg e da a-CD não foram observados, e sim, o aparecimento de novos picos. Os resultados nos conduziram à conclusão da obtenção de um produto com uma nova fase cristalina. As análises térmicas e espectroscópicas de caracterização realizadas revelaram que o MeHg:CD é bastante diferente dos compostos originais e da mistura mecânica. Os testes de determinação da CIM foram indicativos da eficácia do composto de inclusão na retenção do MeHg no interior da cavidade, impedindo a sua liberação para o meio aquoso e propagação do seu mecanismo de toxicidade sobre a bactéria. Observou-se uma redução de cerca de três vezes na toxicidade do MeHg. A DL₅₀ encontrada para o MeHg:CD foi de 0,165 mmol/kg, cerca de três vezes superior ao composto puro. Esse resultado está em perfeita concordância com o encontrado para a CIM em bactérias. O trabalho aponta para novos estudos, em sistemas biológicos mais complexos, para possíveis aplicações futuras em toxicologia.

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