Benzopireno, C20H12, é um hidrocarboneto aromático policíclico de cinco anéis que é mutagênico e altamente cancerígeno. É um sólido amarelo cristalino. O benzopireno é um produto de combustão incompleta a temperaturas entre 300 e 600 °C. O benzopireno foi determinado em 1933 como sendo o componente do alcatrão de carvão responsável pelos primeiros cancros associados à ocupação reconhecida, as verrugas fuliginosas (cancros do escroto) sofridas pelos limpa-chaminés do século XVIII na Inglaterra. No século XIX, notou-se uma alta incidência de cancros de pele entre os trabalhadores da indústria de combustíveis. No início do século 20, tumores malignos de pele eram produzidos em animais de laboratório, pintando-os repetidamente com alcatrão de carvão.

• 1 Fontes de Benzopireno
• 2 Toxicidade do Benzopireno
• 3 Interacção com DNA
• 4 Referências
• 5 Ver também

Fontes de Benzopireno

Benzopireno é encontrado no alcatrão de carvão, em gases de escape de automóveis (especialmente de motores diesel), fumo de tabaco, fumo de marijuana, fumo de madeira, e em alimentos carbonizados. Estudos recentes revelaram que os níveis de benzopireno em torradas queimadas são significativamente mais elevados do que se pensava, embora não se prove se as torradas queimadas são cancerígenas.

Toxicidade do Benzopireno

Um vasto número de estudos ao longo das três décadas anteriores documentou ligações entre o benzopireno e os cancros. Tem sido mais difícil ligar os cancros a fontes específicas de benzopireno, especialmente em humanos, e difícil quantificar os riscos colocados pelos vários métodos de exposição (inalação ou ingestão). Pesquisadores da Kansas State University descobriram recentemente uma ligação entre a vitamina A e o enfisema em fumantes. O benzopireno foi encontrado como a ligação com a deficiência, uma vez que induz deficiência de vitamina A em ratos.

Em 1996, foi publicado um estudo que forneceu evidências moleculares claras que ligam de forma conclusiva os componentes da fumaça do tabaco ao câncer de pulmão. O benzopireno, encontrado na fumaça do tabaco, mostrou causar danos genéticos nas células pulmonares que eram idênticos aos danos observados no DNA da maioria dos tumores pulmonares malignos.

Um estudo do Instituto Nacional do Câncer de 2001 encontrou níveis de benzopireno significativamente mais altos em alimentos que foram bem cozidos no churrasco, particularmente bifes, frango com pele e hambúrgueres. Os cientistas japoneses mostraram que a carne cozida contém mutagénicos, químicos capazes de alterar a estrutura química do ADN. No entanto, os alimentos em si não são necessariamente cancerígenos, mesmo que contenham vestígios de carcinógenos, porque o trato gastrointestinal se protege contra os carcinomas, derramando sua camada externa continuamente. Além disso, as enzimas de desintoxicação, como os citocromos P450, têm aumentado as actividades no intestino devido à necessidade normal de protecção contra toxinas de origem alimentar. Assim, na maioria dos casos, pequenas quantidades de benzopireno são metabolizadas pelas enzimas intestinais antes de serem passadas para o sangue. Os pulmões não são protegidos de nenhuma destas maneiras.

Um estudo recente descobriu que o citocromo P450 1A1 (CYP1A1) e o citocromo P450 1B1 (CYP1B1) são ambos protectores e, confusamente, necessários para a toxicidade do benzopireno. Experiências com estirpes de ratos concebidos para remover (knockout) o CYP1A1 e o CYP1B1 revelam que o CYP1A1 actua principalmente para proteger os mamíferos de baixas doses de benzopireno, e que a remoção desta protecção provoca a acumulação biológica de grandes concentrações de benzopireno. A menos que o CYP1B1 também seja eliminado, a toxicidade do benzopireno resulta da bioactivação do benzopireno para o composto tóxico final, benzopireno-7,8-di-hidrodiol-9,10-epóxido (ver abaixo).

Interacção com ADN

Apropriadamente falando, o benzopireno é um procarcinogénio, o que significa que o mecanismo do carcinogéneo do benzopireno depende do metabolismo enzimático do benzopireno até ao mutagénico final, o benzopireno diol epoxídico, retratado à direita. Esta molécula intercala-se no DNA, ligando-se covalentemente às nucleobases nucleofílicas da guanina na posição N2. Estudos cristalográficos de raios X e da estrutura da ressonância magnética nuclear mostram que esta ligação distorce o DNA, induzindo mutações ao perturbar a estrutura do DNA de dupla camada. Isto perturba o processo normal de cópia do DNA e induz mutações, o que explica a ocorrência de câncer após a exposição. Este mecanismo de acção é semelhante ao da aflatoxina que se liga à posição N7 da guanina.

Existem indicações de que o benzopireno diol epoxídico visa especificamente o gene protector p53. Este gene é um fator de transcrição que regula o ciclo celular e, portanto, funciona como um supressor do tumor. Ao induzir transversões de G (guanina) a T (timidina) em pontos críticos transversais dentro do p53, há uma probabilidade de que o benzopireno epóxido de diol inative a capacidade de supressão tumoral em certas células, levando ao câncer.

Benzopireno epóxido de diol é o produto cancerígeno de três reacções enzimáticas:

(1) O benzopireno é primeiro oxidado pelo citocromo P4501A1 para formar uma variedade de produtos, incluindo (+)benzopireno 7,8 epoxídico. (2) Este produto é metabolizado por hidrolase epóxida, abrindo o anel epóxida para produzir (-)benzopireno 7,8,dihidrodiol. (3) O carcinógeno final é formado após outra reação com citocromo P4501A1 para produzir o (+)benzopireno-7,8 dihidrodiol-9,10 epoxídico. É este epóxido de diol que se liga covalentemente ao DNA.

Benzopireno induz o citocromo P4501A1 (CYP1A1) ligando-se ao AHR (receptor de hidrocarboneto aryl) no citosol. Ao ligar o receptor transformado transloca-se para o núcleo onde se dimeriza com o ARNT (translocador nuclear receptor de hidrocarbonetos arilo) e depois liga elementos de resposta xenobiótica (XREs) no ADN localizado a montante de certos genes. Este processo aumenta a transcrição de certos genes, nomeadamente o CYP1A1, seguido de um aumento da produção de proteínas CYP1A1. Este processo é semelhante à indução de CYP1A1 por certos bifenilos policlorados e dioxinas.

Recentemente, foi descoberto que o Benzopireno activou um transposon, LINE1, em humanos

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3. ^ Dados apresentados por Daniel W. Nebert em seminários de pesquisa 2007
4. ^ Criado a partir do PDB 1JDG
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Ver também

• Cigarro
• Churrasco
• Benzeno
• Pireno, um análogo de quatro anéis