Inhibition of thiol-containing enzymes in erythrocytes of workers exposed to lead

• Autores: Thereza Luciano Trombini, Evandro Oliveira, Daiane Bolzan Berlese, Renato Minozzo, Tássia de Deus, Cristina Deuner Muller, Rafael Linden, Vandré Casagrande Figueiredo, Clóvis Milton Duval Wannmacher, Greicy Michelle Marafiga Conterato, Luciane Rosa Feksa
• Localización: Interciencia: Revista de ciencia y tecnología de América, ISSN 0378-1844, Vol. 40, Nº. 2, 2015, págs. 84-90
• Idioma: inglés
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• Resumen
  • español

    Se considera que el plomo (Pb2+) entra a los eritrocitos por intercambio aniónico y permanece en la célula unido a grupos tiol. La creatina quinasa (CK) y la adenilato quinasa (AK) son enzimas con grupos tiol que tienen un rol central en la homeóstasis energética de eritrocitos. La dehidratasa del ácido δ-aminolevulínico (δ-ALAD) es la segunda enzima en la vía biosintética del hemo y juega un papel en la patogénesis del envenenamiento plúmbico. Se estudió el efecto del Pb2+ en la actividad de CK, AK y δ-ALAD en eritrocitos de trabajadores expuestos al plomo. La muestra incluyó 22 trabajadores varones expuestos y 21 voluntarios normales. Los primeros trabajaban en manufactura y reciclaje de baterías automotrices. Se estudiaron parámetros básicos de eritrocitos y se hicieron contajes de leucocitos totales. Se determinaron las actividades de CK, AK y δ-ALAD, y las concentraciones sanguíneas de Pb2+.

    Los individuos expuestos tuvieron niveles significativamente más altos de Pb2+ sanguíneo que los controles. Los niveles de actividad de CK y δ-ALAD fueron significativamente más bajos en sujetos expuestos, mientras que el plomo no afectó la actividad de AK. Los individuos expuestos tuvieron valores menores en varios parámetros eritrocíticos. Los resultados indican una aparente relación dosis-dependiente entre Pb2+ sanguíneo y actividad de CK y δ-ALAD, y que el plomo inhibe la actividad de δ-ALAD y CK al interactuar con sus grupos tiol. Es entonces posible que el plomo perturbe la homeóstasis energética, asociándose a una reducción de metabolismo energético que contribuye a la disfunción celular observada en individuos expuestos al plomo.

  • English

    Lead (Pb2+) is thought to enter erythrocytes through anion exchange and to remain in the cell by binding to thiol groups.

    Creatine kinase (CK) and adenylate kinase (AK) are two thiol-containing enzymes that exert a key role for cellular energy homeostasis in erythrocyte. δ-aminolevulinic acid dehydratase (δ-ALAD) is the second enzyme in the heme biosynthetic pathway and plays a role in the pathogenesis of lead poisoning.

    Our objective was to study the effect of Pb2+ on the activity of the thiol-enzymes δ-ALAD, CK and AK in erythrocytes from lead-exposed workers. The study sample comprised 22 male lead-exposed workers and 21 normal volunteers. The lead-exposed workers were employed in manufacturing and recycling of automotive batteries. Basic red-cell parameters were assayed and total white blood cell counts were performed. CK, AK and δ-ALAD activities and blood lead concentrations (BPb) were determined in all subjects. Lead-exposed individuals had significantly higher blood lead levels than controls.

    Both CK and δ-ALAD activity levels were significantly lower in lead-exposed individuals than in controls. Lead had no effect on AK activity. Lead-exposed individuals had lower values than the controls for several red cell parameters. These results indicate an apparent dose-effect relationship between CK, δ-ALAD activity and BPb and that lead inhibits δ-ALAD and CK activity by interacting with their thiol groups. It is therefore possible that lead disrupts energy homeostasis and may be linked with a reduction in energetic metabolism contributing to the cell dysfunction observed in these in lead-exposed individuals.

  • português

    O chumbo (Pb2+) entra no eritrócitos através de permuta aniônica e permanece na célula através da ligação a grupos tiol. A creatina quinase (CK) e adenilatoquinase (AK) são duas enzimas contendo grupos tiol que exercem papel fundamental para a homeostase energética celular em eritrócitos. Ácido δ-aminolevulínico desidratase (δALAD) é a segunda enzima da via biossintética do heme e desempenha um papel na patogênese de envenenamento por chumbo. Investigamos o efeito do Pb2+ sobre a atividade das δALAD, CK e AK em eritrócitos de trabalhadores expostos ao chumbo. A amostra foi composta por 22 trabalhadores expostos do sexo masculino e 21 voluntários normais. Os trabalhadores expostos trabalham na fabricação e reciclagem de baterias automotivas. Parâmetros de hemácias foram avaliados, contagem de células brancas, a atividade da CK, AK e δALAD e as concentrações sanguíneas de chumbo foram determinados. Indivíduos expostos ao chumbo tinham ní- veis significativamente mais elevados do que os controles. Os níveis de atividade da CK e de δALAD foram significativamente menores nos indivíduos expostos. O chumbo não teve efeito sobre a atividade de AK. Indivíduos expostos apresentaram valores menores do que os controles para os parâmetros dos gló- bulos vermelhos. Estes resultados indicam uma relação dose-efeito entre a atividade da CK, δ-ALAD e chumbo, o cual inibe a atividade da δ-ALAD e CK, interagindo com os seus grupos tiol. É, portanto, possível que o chumbo altere a homeostase energética e pode estar ligada com a redução no metabolismo energético contribuindo para a disfunção celular observada nestes indivíduos expostos em chumbo.