EFEITOS AGUDOS E CRÔNICOS DO CHUMBO SOBRE VASOS DE RESISTÊNCIA

Resumo

Objetivo: Construir uma revisão atualizada sobre o chumbo e seus efeitos sobre os vasos de resistência. Métodos: trata-se de uma revisão narrativa estruturada em três fases distintas: 1) elaboração da pergunta norteadora: “Quais os efeitos agudos e crônicos do chumbo sobre vasos de resistência?”; 2) amostragem na literatura e seleção dos estudos; 3) análise crítica dos estudos selecionados. Resultados: obteve-se a revisão sobre a história, características, níveis de chumbo e legislação, fontes de exposição, utilização, cinética e distribuição do chumbo no organismo humano, além dos efeitos agudos e crônicos do chumbo sobre vasos de resistência. Conclusão: os estudos mostram que os efeitos do chumbo contribuem com alterações cardiovasculares, sendo um fator de risco para a população.

Introdução

Os metais pesados são considerados ubíquos na natureza contribuindo para a contaminação ambiental e consequentemente, constituem fator de risco à saúde humana e animal.¹ Sabe-se que existem cerca de vinte metais, considerados tóxicos aos organismos, e dentre eles destacam-se o chumbo, cádmio, cobre e mercúrio. Sabe-se que, mesmo em regiões cujas concentrações de contaminação não sejam suficientes para causar intoxicação aguda, a bioconcentração desses metais ao longo da cadeia alimentar, por um período de tempo indeterminado, pode provocar danos detectáveis à saúde.²

O chumbo é um elemento tóxico de ocorrência natural, amplamente utilizado há milhares de anos. Trata-se de um dos contaminantes mais comuns do ambiente, devido às inúmeras atividades industriais que favorecem a sua grande distribuição, sendo, portanto, um dos principais contaminantes do meio ambiente.^3,4 Sendo assim, todos os seres humanos possuem chumbo em seus órgãos como resultado da exposição às fontes exógenas.⁵ Apesar desse metal não apresentar nenhuma função fisiológica conhecida no organismo, seus efeitos tóxicos sobre os homens e animais são conhecidos há muito tempo por promoverem alterações em praticamente todos os órgãos e sistemas dessas espécies.⁶

De uma maneira geral, o chumbo compromete todos os sistemas orgânicos sendo capaz de alterar os sistemas hematológico^3,7 e imunológico.⁸ Esse evento pode ocorrer desde a vida intrauterina, contribuindo para o desenvolvimento de fetos e neonatos com distúrbios no sistema imune, os quais na vida adulta poderão ser mais susceptíveis a problemas alérgicos, infecção, câncer ou doença autoimune.⁹

Os efeitos tóxicos desse metal sobre o tecido nervoso causam encefalopatias (crianças e adultos) e alterações no sistema nervoso periférico, observadas, principalmente, em indivíduos adultos.^3,5,7,10 Vários estudos demonstram que o envenenamento por chumbo em crianças pode produzir prejuízo permanente no sistema nervoso, incluindo dificuldade no aprendizado e redução no quociente de inteligência (QI);¹¹ problemas comportamentais^12-14 e comprometimento na memória.¹⁵ Além disso, várias pesquisas têm sugerido que esse metal reduz o crescimento físico e a estatura de crianças.^16,17

Esse cátion prejudica o sistema endócrino cursando com alterações, por exemplo, nos eixos hipotálamo-hipófise-tireoide e glândula suprarrenal.^5,7,18,19

O sistema renal também é alvo de ação do chumbo, sendo assim, a exposição excessiva e prolongada a esse metal pode causar doença renal progressiva e irreversível, como por exemplo, a nefropatia por chumbo, caracterizada por redução da função renal e na maioria das vezes é acompanhada por hipertensão.^3,5,20

Ademais, esse metal é classificado pela “International Agency for Research on Cancer” (IARC) como provável carcinógeno humano e os rins são os órgãos mais sensíveis ao desenvolvimento de câncer em ratos expostos ao chumbo. Soma-se a isso, o fato de que os mecanismos cumulativos desse cátion no aparecimento de tumores renais em seres humanos também são relevantes.^21,22

Quanto ao sistema cardiovascular, são inúmeros os trabalhos que reportam os efeitos prejudiciais do chumbo sobre esse sistema, sendo um dos constituintes envolvidos na causa da hipertensão arterial.^23,24,25,26 Nesse sentido, existem vários estudos que indicam que tanto a exposição ocupacional quanto a exposição ambiental podem promover aumento na pressão sanguínea.^27-29

Conforme dados apresentados pelo Ministério da Saúde (2006), no Brasil não existem registros confiáveis sobre o número de indivíduos expostos ocupacional e ambientalmente a esse metal. Embora isso seja um fator de risco importante à saúde humana, ainda não estão bem estabelecidos os reais efeitos tóxicos desse metal no organismo humano. Além disso, não há consenso entre as agências de toxicovigilância quanto aos valores de referência e limites biológicos permitidos para indivíduos expostos a esse metal. Outro fato preocupante é a falta de informação pela população, de um modo geral, sobre as principais fontes de exposição e os malefícios desse metal à saúde dos indivíduos.

O objetivo principal dessa revisão é buscar na literatura evidências científicas relacionadas à concentração tóxica do chumbo no organismo humano e o impacto disso sobre a saúde pública. Além disso, pretende-se descrever as fontes de exposição e utilização do chumbo pelo homem; demonstrar a cinética e distribuição desse metal no organismo humano e descrever os efeitos agudos e crônicos do chumbo sobre o sistema cardiovascular.

Método

Trata-se de uma revisão narrativa relacionada aos efeitos da exposição ao chumbo na função vascular. Optou-se por este tipo de revisão de literatura a qual possibilita a incorporação de evidências por conveniência, por uma expertise na temática, de forma a construir um corpo de conhecimento sobre um determinado tema de relevância científica.

O processo de revisão foi sistematizado em três fases distintas, sendo a primeira delas relativa à elaboração da pergunta norteadora: “Quais os efeitos agudos e crônicos do chumbo sobre vasos de resistência?”. A segunda fase correspondeu à amostragem na literatura, que procurou incluir a maior variedade possível de produtos identificados e garantir a variedade e amplitude dos resultados.

Neste sentido, foi realizada seleção eletrônica nas bases de dados da LILACS (Literatura Latino-Americana e do Caribe) e MEDLINE (National Library of Medicine, Estados Unidos). A busca eletrônica foi realizada através das seguintes combinações de Descritores em Ciências da Saúde (DeCS): “lead exposure;blood lead concentrations; population exposure; effects of lead; vascular reactivity; resistances arteries; mesenteric artery”, e se baseou na adoção dos seguintes critérios de inclusão: a indexação de estudos nas respectivas bases de dados nos idiomas português, inglês e espanhol. Foram definidos como critérios de exclusão: produções sem disponibilidade do texto na íntegra ou com tema central do estudo não relacionado à temática.

A terceira fase desta revisão consistiu na análise crítica dos estudos selecionados. A tomada de decisão quanto à inclusão ou rejeição dos estudos foi baseada na leitura de títulos dos estudos selecionados, seguida pela análise crítica dos resumos, tendo sido rejeitados os estudos com tema central não relacionado à temática proposta para a revisão. Em uma segunda análise, procedeu-se à verificação de conteúdos na íntegra, que foi norteada pela técnica de análise temática para identificação das ideias centrais apresentadas.

Resultados/Discussão

– Exposição ao metal como problema de saúde pública: história, características, níveis de chumbo e legislação.

O chumbo foi um dos primeiros metais a ser trabalhado pelo homem, sendo conhecido desde 3500 a.C., de acordo com as descobertas arqueológicas feitas no Egito. Existem relatos de que a civilização egípcia utilizava o chumbo na cunhagem de moedas e fabricação de cosméticos. Durante o Império Romano esse metal foi amplamente utilizado na fabricação de canos para o sistema de esgoto; armas e utensílios domésticos como copos, taças e recipientes para líquidos e alimentos; além de aquedutos e reservatórios para fermentação e acondicionamento de bebidas alcoólicas.³⁰

O chumbo pertence à família química dos metais do grupo IV b da tabela periódica. Seu número atômico é 82, seu símbolo químico é o Pb.³¹ É um metal cinza-azulado, brilhante, inodoro, maleável, insolúvel nos solventes orgânicos e muito resistente à corrosão. Encontra-se em estado sólido à temperatura ambiente, se funde a 327 ºC, com temperatura de vaporização a 1725 ºC. É encontrado na natureza tanto na forma livre como em associação com diversos outros metais. Estas propriedades determinam sua ampla aplicação na indústria e grande importância comercial no mercado mundial.^3,32,33

Como o chumbo é utilizado por tão longo tempo, a história da intoxicação por este metal também é extensa. Hipócrates, no século V a.C., foi o primeiro a relacionar os sintomas da intoxicação do chumbo ao seu fator causal.³⁴ Outros relatos de intoxicação ocupacional foram pronunciados na Inglaterra em 1883 por trabalhadores que utilizavam o metal como matéria prima.³⁵

A intoxicação pelo chumbo causa uma das mais antigas doenças ocupacionais, chamada Saturnismo ou Plumbismo. O termo saturnismo é uma referência ao Deus Saturno, idolatrado na Roma Antiga. Assim, os efeitos neurológicos da intoxicação por esse metal foram primeiramente descritos no império romano.³⁵ Ao longo dos anos, os avanços experimentais em modelos animais e populacionais permitiram maior conhecimento sobre os efeitos tóxicos do chumbo nos diferentes sistemas do organismo.

Atualmente, vários estudos apontam o chumbo como fator de risco para o desenvolvimento de alterações cardiovasculares, neurológicas, gastrointestinais, hematológicas, renais e outras. Por isso, esse metal passou a ser considerado um sério problema para saúde pública. Todavia, ainda é necessário o desenvolvimento de pesquisas na área da toxicologia não só para ampliar o conhecimento dos efeitos tóxicos, mas também para a elaboração de medidas preventivas e descobertas de possíveis tratamentos a serem utilizados em casos de intoxicação por esse metal.^4,35,36

Mediante as várias formas de exposição ao metal, em especial as ocupacionais, e considerando o chumbo um problema para saúde pública, alguns países estabeleceram um nível máximo de chumbo no sangue, acima do qual o indivíduo pode ser afastado do ambiente de trabalho.³¹ Nas décadas de 60 e 70 eram comuns níveis de limites máximos de 100 µg/dL. Atualmente, esses níveis foram reduzidos na faixa de 40 a 60 µg/dL em diferentes países.³⁷

A Agência de Substâncias Tóxicas e Registro de Doenças (ATSDR)⁷ recomenda ser segura uma concentração sanguínea de chumbo inferior 30 µg/dL em adultos. Em ambientes de exposição ocupacional os níveis de concentração sanguínea de chumbo não devem exceder 60 µg/dL. Já a Associação Americana de Pediatria (APA) considera níveis de concentração sanguínea de chumbo ≥ 10 µg/dL excessivos para crianças.

No Brasil, de acordo com a norma regulamentadora nº 7 (NR7) do Ministério do Trabalho (1988),³⁸ revisada em 2013, os valores de referência de normalidade, o qual representa o valor próximo de ser encontrado em uma população não exposta ocupacionalmente e o Índice Biológico Máximo permitido, são respectivamente, de 40 µg/dL e 60 µg/dL.^38,39 Vale ressaltar que a NR-7 (Portaria nº 24, de 29/12/94), também determina o monitoramento anual dos efeitos tóxicos do chumbo através de exames médicos em trabalhadores expostos.

Entretanto, é comprovado que níveis de chumbo no sangue, inferiores aos fixados por estes órgãos, podem provocar alterações de humor, disfunções da memória, da associação verbal, da inteligência visual e da atenção em trabalhadores expostos ao metal, assim como alterações cardiovasculares.^36,40

– Fontes de exposição e utilização

O chumbo é relativamente abundante na crosta terrestre, sendo o quinto metal mais abundante no planeta.⁴¹ Sua concentração média no solo é de 10 a 20 mg/kg. Na atmosfera, essa concentração foi estimada em cerca de 0,0005 μg/m³ no ar e em águas superficiais a concentração natural do metal é em torno de 0,02 μg/L.³

As maiores fontes naturais de chumbo são as emissões vulcânicas, intemperismo geoquímico e névoas aquáticas, e as fontes geológicas de chumbo são as rochas ígneas e metamórficas.^3,31 Além destas fontes de chumbo, a contaminação do solo pode se dar através de atividades exercidas pelo homem (antropogênicas), principalmente a partir da recuperação do metal de sucatas e rejeitos.³¹ No Brasil, o chumbo secundário é obtido, principalmente, da reciclagem de baterias automotivas, industriais e de telecomunicações.³⁹ A emissão de gases e particulados decorrentes do próprio processo de produção e reciclagem são grandes poluidores do ambiente. Entretanto, a reciclagem ainda é para o meio ambiente  economicamente mais viável que a extração.⁴¹

Em virtude da ampla utilização do metal, o homem torna-se o principal alvo de exposição devido o contato com o chumbo em suas atividades. O chumbo é utilizado em mais de 200 processos industriais diferentes. Na forma de ligas e compostos, é empregado na fabricação de produtos de alta tecnologia como, por exemplo, proteção de reatores nucleares, finas placas de componentes eletrônicos, processos de soldagens, bem como de baterias, tintas e corantes, cerâmicas, cabos e munição.^42,43

O chumbo metálico é usado na forma de lâmina, canos ou cabos, proporcionando maior flexibilidade e resistência à corrosão. Serve como protetor contra radiações ionizantes e também é utilizado como metalizante para coberturas protetoras, na manufatura de baterias.⁴²

Os óxidos de chumbo são usados nas placas de baterias elétricas e acumuladores, como componentes na manufatura de borracha (PbO), como ingredientes nas tintas (Pb₃O₄) e constituintes de vitrificados, esmaltes e vidros. Estima-se que a manufatura da bateria representa cerca de 70 % do consumo mundial desse metal.³

A presença de chumbo em tintas foi e ainda é usada na decoração de interiores e exteriores de casas, bem como em brinquedos e móveis. A exposição ao chumbo através da tinta pode ocorrer durante a fabricação e continuar por muitos anos com a deterioração ou remoção da pintura.⁴⁴ No Brasil, em agosto de 2008 foi publicada a Lei nº 11.762, que regulariza o uso de pigmentos e secantes à base de chumbo em tintas imobiliárias. A lei estabelece que tintas imobiliárias não possam conter chumbo em concentração igual ou superior a 0,06%, em peso.⁴⁵

O arseniato de chumbo é empregado na fabricação de inseticida; o carbonato de chumbo é empregado na síntese do cloreto de polivinila (PVC); o acetato de chumbo tem importante uso como verniz, antiferrugem em pinturas, reagente analítico; o naftenato de chumbo é um secativo.Este metal também é utilizado em fertilizantes ou adubos agrícolas, distribuindo-se no meio ambiente.^30,31

O chumbo tetraetílico durante muito tempo no Brasil (1922) foi usado na gasolina para aumentar a potência dos motores de carros e obter maior economia de combustível.⁴⁶ Porém desde 1978 foi proibido e no seu lugar utiliza-se o etanol.³¹ Esta proibição levou a uma redução drástica da população em geral ao contato com o chumbo.⁴⁷ Entretanto, em vários países ainda há locais em que a gasolina é fonte permanente de exposição a este metal.

Nos países desenvolvidos, o controle das fontes de poluição de chumbo vem sendo implementado gradativamente, com uma intensa atuação dos órgãos ambientais e da saúde pública. No Brasil, o controle é praticamente inexistente, devido à falta de dados sobre a real exposição da população brasileira e interesse dos órgãos nacionais de fiscalização. Por isso, se faz necessário, estudos que mostrem os riscos desta exposição para maior conhecimento da nossa realidade e, desse modo, incentivar os órgãos de saúde pública e de meio ambiente nas ações de controle.⁴

– Cinética e distribuição do chumbo no organismo humano

Como descrito anteriormente, o chumbo é um metal amplamente utilizado há milhares de anos. É considerado um contaminante ambiental, devido às inúmeras atividades industriais que favorecem a sua distribuição. Sendo assim, todos os indivíduos possuem chumbo em seus organismos como resultado da exposição a fontes exógenas. A fim de correlacionar a quantidade de chumbo ambiental e a sua biodisponibilidade com seus efeitos tóxicos no organismo, é importante compreender a interação contínua entre a absorção, distribuição, armazenamento e eliminação deste metal.⁴

– Absorção

O processo de absorção do chumbo proveniente de fontes ambientais depende da quantidade de metal, do seu estado físico e químico, além de ser influenciado por fatores relacionados ao hospedeiro (idade, genética, estado fisiológico) e condições nutricionais.³¹ A maior parte do chumbo entra no organismo humano pelo trato respiratório e gastrointestinal e, somente em sua forma orgânica, pode penetrar no organismo por via cutânea.³⁴ O trato respiratório é a principal via de absorção do chumbo na exposição ocupacional.³¹

– Distribuição

Algumas hipóteses de distribuição cinética do chumbo têm sido apresentadas há algumas décadas pela comunidade científica. Uma das principais ideias se baseia no modelo de distribuição em três compartimentos: sangue, tecidos moles e tecidos mineralizados.^7,31 A meia-vida desse metal nos três compartimentos é bastante diferente, sendo estimada em 36 dias para o sangue, 40 dias para os tecidos moles e 27 anos para os ossos.³

A concentração de chumbo no sangue é menor do que 2% do seu total no organismo. O metal presente no sangue é distribuído entre os órgãos, dependendo principalmente da afinidade pelo tecido específico. Níveis elevados têm sido encontrados na aorta, fígado e rins. A retenção do chumbo nos tecidos moles se estabiliza na vida adulta e pode decrescer em alguns órgãos com a idade, contudo continua a se acumular nos ossos e na aorta durante toda a vida.^5,34

Em adultos, aproximadamente 95% da carga corpórea do chumbo encontra-se nos ossos, visto que esse metal é um análogo biológico do cálcio, seu sítio primário de deposição é o tecido ósseo. Em face da meia-vida longa para o chumbo nos ossos, esse compartimento serve como fonte endógena do metal para outros compartimentos, muito tempo depois de cessada a exposição.^3,4 A mobilização desse cátion para compartimentos sanguíneos, em mulheres grávidas, é de grande importância e constitui um risco para o feto e para mãe.³

– Eliminação

A eliminação do chumbo no organismo humano é lenta, com meia-vida é de aproximadamente 10 anos.³⁴ Esse metal é excretado por diferentes vias, entre as quais, incluem-se: a excreção renal (75-80%) e a gastrintestinal (15%). Existem outras fontes de excreção que somadas correspondem 8%, são elas: suor, descamação cutânea, cabelo, unhas e leite materno.^31,48

– Efeitos agudos e crônicos do chumbo sobre vasos de resistência

As artérias de resistência são assim chamadas por apresentar diâmetro menor que 500 μm. Têm papel fundamental na resistência vascular total e, portanto, na manutenção da homeostase pressórica.⁴⁹ A resistência vascular periférica é inversamente proporcional ao raio do vaso à quarta potência e, portanto, diminuições no diâmetro destas artérias podem produzir importantes aumentos na resistência periférica e, por conseguinte, na pressão arterial.⁴⁹ Na literatura, poucos são os relatos que associam o tratamento agudo ou crônico com o chumbo às alterações na função vascular de artérias de resistência.

Estudos mostram a associação entre níveis sanguíneos de chumbo e hipertensão em animais e humanos.^50-53Simões et al.⁵⁴ demonstraram que baixas doses de chumbo já estão fortemente associadas com o desenvolvimento da hipertensão.

A etiologia da hipertensão induzida por chumbo é descrita por ser causada pela inibição da Na,K-ATPase,⁵⁵ pela redução da biodisponibilidade do óxido nítrico mais o aumento da produção endotelial da endotelina.^56-59 Além disso, o aumento da produção e participação de radicais livres na exposição ao metal reduz a biodisponibilidade de NO⁶⁰ e depleta as reservas antioxidantes^53,61 ou, em alguns casos, causa seu aumento na tentativa de minimizar os efeitos oxidativos.⁶¹ O aumento da atividade da ECA,^50,62da Ciclooxigenase-2,⁵⁴ a disfunção endotelial⁵⁹ também tem sido relatado como alterações promovidas pelo chumbo.

Além desses mecanismos, o aumento da atividade nervosa simpática, redução da sensibilidade do barorreflexo e redução do tônus parassimpático estão envolvidos na hipertensão induzida pelo chumbo.^50,63,64

As alterações vasculares promovidas pela exposição ao chumbo são bem descrita em artérias de condutância como a aorta. Todavia, os efeitos do chumbo sobre artérias de resistência precisam ser mais bem definidos, sejam em baixas doses ou com doses elevadas, em exposições agudas ou crônicas.

Skoczynska e colaboradores⁶⁵ mostraram que nos estudos de perfusão após administração de norepinefrinaa vasoconstrição foi mais pronunciada nos ratos tratados com chumbo.Além disso, mostraram que pequenas doses de chumbo intensificam a resposta dos receptores alfa, diminuiu a resposta dos receptores beta nos vasos sanguíneos.

Estudos em animais e humanos têm demonstrado que a exposição a baixas doses de chumbo produz hipertensão e o chumbo pode causar contração da musculatura lisa vascular.^59,66 Watts e colaboradores,⁶⁷ mostraram que o chumbo agudo, em banho de órgãos, interage com PKC em uma forma dependente de cálcio e independente do endotélio para provocar a contração do músculo liso vascular em artérias mesentéricas de coelhos.

Recentemente, Covre et al,⁶⁸ avaliaram os efeitos da exposição a baixas concentrações de chumbo em artérias pulmonares de resistência de ratos e mostraram que o tratamento por 7 dias a baixas concentrações promoveu um aumento na deposição do chumbo no leito vascular e levou ao aumento na produção de ânion superóxido nestas artérias. Associado a isto, houve redução da vasoconstrição e a vasodilatação dependente do endotélio a acetilcolina não foi alterada. Esta redução na contração foi devido ao aumento da hiperpolarização pelos canais Kv e SKCa, provavelmente como um mecanismo compensatório para a capacidade de resposta diminuída do NO.

Estudos de Skoczyńska et al,⁶⁹ mostraram que o efeito vascular da dopamina em ratos intoxicados com chumbo e cádmio não alteram quando comparados com controle. No entanto, estes metais modificam a reatividade dos vasos mesentéricosa angiotensina e prostaglandinas, mediada pela ação pressora da dopamina. A literatura descreve os efeitos dos prostanoides derivados da COX-2 implicados nos efeitos vasculares da exposição ao chumbo sobre a reatividade vascular de aorta.⁵⁹ Sabe-se também que a presença da COX-2 na camada muscular das artérias contribui principalmente para alterar o tono vascular,⁷⁰ e o aumento da expressão da COX-2 vascular é frequentemente associada com hipertensão.^71,72

Estudos com artérias de resistência devem ser priorizados, pois como vemos nestes poucos estudos, este leito é diretamente afetado pela exposição ao chumbo e os mecanismos envolvidos nestas alterações podem contribuir para explicar o aumento da pressão arterial em modelos animais e pessoas expostas.

Considerações finais

O chumbo é um metal pesado, amplamente distribuído na natureza e muito utilizado pelo homem. Tendo em vista a extensa documentação dos efeitos tóxicos do chumbo no sistema cardiovascular, uma elucidação mais detalhada dos alvos celulares e mecanismos através dos quais o chumbo exerce os seus efeitos precisa ser mais estudado, pois a exposição ao metal se torna um risco à saúde com graves consequências fisiológicas. No que tange aos efeitos do chumbo sobre as artérias de resistência, cabe ressaltar que, apesar de poucos estudos, tem sido demonstrado que o metal causa prejuízo na função destes leitos, tanto na exposição aguda como crônica ao chumbo. As ações do metal em artérias de resistência potencializam os efeitos maléficos do metal sobre o sistema cardiovascular, promovendo risco à saúde como hipertensão arterial. Assim faz-se necessária a avaliação das concentrações estabelecidas como seguras para pessoas expostas e não expostas, visando reduzir os efeitos deletérios deste metal para o homem.

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Autores

Maylla Ronacher Simões¹; Jonaína Fiorim²; Edna Aparecida Silveira³; Mirian Fioresi⁴

¹Doutora em Ciências Fisiológicas pelo PPGCF-UFES; Pós-doutoranda do PPGCF-UFES.

^2,3Doutora em Ciências Fisiológicas pelo PPGCF-UFES; Fisioterapeutas do Hospital Universitário Cassiano Antônio Moraes, HUCAM.

⁴Doutora em Ciências Fisiológicas pelo Programa de Pós-Graduação em Ciências Fisiológicas da Universidade Federal do Espírito Santo, PPGCF-UFES; Professora do Departamento de Enfermagem, UFES, Brasil.