Alterações bioquímicas induzidas pelo herbicida glifosato-Roundup sobre células testiculares de ratos pré-púberes

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Bioquímica, Florianópolis, 2013.Nossos resultados demonstraram que a exposição aguda ao glifosato-Roundup induz estresse oxidativo e ativa múltiplas vias de resposta ao estresse culminando com a morte de células testiculares em ratos pré-púberes. O pesticida aumenta a concentração de Ca2+ intracelular através da abertura dos canais de Ca2+ dependente de voltagem tipo-L (CCDV-L) e da liberação de Ca2+ do retículo endoplasmático, levando a uma sobrecarga de Ca2+ intracelular, e morte celular. Estes eventos foram prevenidos pelos antioxidantes Trolox® e ácido ascórbico. A ativação das vias de sinalização da proteína cinase C (PKC), fosfatidilinositol-3-cinase (PI3K), proteínas cinases ativadas por mitógeno (MAPKs), tais como a ERK 1/2 e p38 MAPK, e fosfolipase C (PLC) estão envolvidas na indução do influxo de Ca2+, no aumento da atividade da gama-glutamiltransferase (GGT) e na morte celular. A indução de estresse oxidativo por glifosato-Roundup foi confirmada através da redução nos níveis de glutationa reduzida (GSH) e do aumento nos níveis de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS) e de carbonilação de proteínas. Além disso, a exposição ao pesticida afetou os sistemas de defesa antioxidante enzimáticos, acarretando em aumento na atividade das enzimas glutationa peroxidase, glutationa-redutase, glutationa-S-transferase, GGT, catalase, superóxido dismutase e glicose-6-fosfato-desidrogenase. A exposição aguda ao glifosato-Roundup também induziu ao aumento da atividade das aminotransferases AST e ALT. O aumento da atividade da GGT poderia levar a um aumento no "turnover" de GSH; no entanto, a diminuição na captação dependente de Na+ do aminoácido modelo 14C-?-methyl-amino-isobutyric acid (14C-MeAIB) em células testiculares pode estar relacionada a menor disponibilidade de aminoácidos para a síntese de novo de glutationa. O conjunto dos resultados demonstra que o herbicida glifosato-Roundup induz estresse oxidativo, aumenta a concentração de Ca2+ intracelular, ativa vias de transdução de sinais, e pode levar a morte de células testiculares. Apesar da dificuldade de extrapolação dos resultados obtidos em modelos animais para a condição humana, é possível que mecanismos semelhantes possam estar envolvidos na diminuição da capacidade reprodutiva em adultos jovens expostos ao glifosato-Roundup durante a infância e puberdade.Abstract : Our results show that acute glyphosate-Roundup exposure induces oxidative stress and activates multiple stress-response pathways leading to testicular cell death in prepubertal rat testis. The pesticide increased intracellular Ca2+ concentration by opening L-voltage-dependent Ca2+ channels (L-VDCC) and endoplasmic reticulum IP3 and ryanodine receptors, leading to an overload of Ca2 + within the cells, which set off oxidative stress and cell death. These events have been prevented by the antioxidants Trolox® and ascorbic acid. Activated protein kinase C (PKC), phosphatidylinositol-3-kinase (PI3K) and the mitogen-activated protein kinases (MAPKs), such as ERK1/2 and p38MAPK have played a role in eliciting Ca2+ influx, gamma-glutamyl transferase (GGT) activation and cell death. Roundup® reduced the levels of reduced glutathione (GSH) and increased the amounts of thiobarbituric reactive species (TBARS) and protein carbonyl, characterizing oxidative damage. Also, exposure to the pesticide has stimulated the activity of glutathione peroxidase, glutathione reductase, glutathione-S-transferase, gamma-glutamyl transferase (GGT), catalase, superoxide dismutase and glucose-6-phosphate dehydrogenase, supporting downregulated GSH levels. The glyphosate-Roundup acute exposition also leads to the induction of the transaminase AST e ALT. The GGT activity could lead to increased glutathione turnover; however, downregulation of the Na+-coupled 14C-á-methyl-amino-isobutyric acid (14C-MeAIB) accumulation in testicular cells has decreased the amino acid availability to GSH de novo synthesis. Overall, Roundup® toxicity was implicated in Ca2+ overload, cell signaling misregulation, stress response of the endoplasmic reticulum and/or depleted antioxidant defenses. Although extrapolation from animal models to the human condition should be taken with caution, it is feasible that similar mechanisms could underlie impaired reproduction capability in young male people associated with glyphosate-Roundup exposure during childhood and puberty