Memoria para optar al título Profesional de Médico Veterinario / Una alteración del ambiente materno durante la gestación puede originar una readecuación fisiológica en el feto llamada “reprogramación fetal” (RF), con consecuencias funcionales adversas a largo plazo. La exposición prenatal a cadmio (Cd2+) puede generar un ambiente adverso a nivel placentario debido a que se acumula en la placenta induciendo menor peso de nacimiento de las crías. Esta hipótesis propone que la exposición a Cd2+ durante la gestación induce RF la que se manifiesta en una disfunción endotelial vascular en las crías en la edad adulta. Ratas vírgenes hembra Wistar fueron cruzadas y expuestas a Cd2+ en el agua de bebida (30 ppm de Cd2+como CdCl2) durante el período de gestación (21 días). Después del parto, las crías se mantuvieron en condiciones normales hasta la adultez (60 días). A esa edad se extrajeron los anillos aórticos y se determinó la reactividad vascular endotelio-dependiente (parámetro de función endotelial) y endotelio- independiente, y marcadores moleculares de factores de inflamación (VCAM-1) y estrés (HO-1), así como marcadores plasmáticos de angiogénesis (VEGF) y estrés oxidativo (8-isoprostano). El tejido aórtico de las ratas adultas expuestas a Cd2+ durante la gestación mostró una respuesta disminuida de relajación inducida por acetilcolina, indicando daño endotelial. Este efecto se manifestó tanto en hembras como en machos. No se detectó niveles de VEGF ni 8-isoprostano circulante ni en los animales controles ni tratados in útero. La expresión de VCAM-1 (mRNA) fue mayor en machos que en hembras y no se modificó con el tratamiento. El mRNA de HO-1 aumentó en aortas de animales tratados in útero, tanto en machos como en hembras aunque el efecto fue mayor en las hembras. No se detectó Cd2+ (ICP-MS) ni en tejidos fetales ni en leche materna aunque sí en placenta, lo que indica que este metal tóxico no traspasa la barrera placentaria ni tampoco se transfiere a las crías a través de la lactancia. Concluimos que la exposición prenatal a Cd2+ es un factor de RF porque induce, a largo plazo, una disfunción endotelial del tejido aórtico, proceso inicial característico de enfermedad cardiovascular. Se sugiere que estos efectos están mediados, en parte, por una alteración en la expresión de HO-1, gen inducible por Cd2+ y estrés, la que se genera por un efecto indirecto de Cd2+, que al acumularse en la placenta, altera su fisiología y funcionalidad. / Proyecto FONDECYT 1071110

Memoria para optar al Título Profesional de Médico Veterinario / Se ha demostrado que los hijos de madres que fuman durante el embarazo tienen menor peso de nacimiento (PN) en comparación con las mujeres no fumadoras. Entre los elementos tóxicos del tabaco se encuentra el cadmio (Cd2+), importante contaminante ambiental con efectos tóxicos demostrados para la población humana y animal. Existe además una correlación entre niveles de Cd2+ placentarios y PN lo que sugiere una relación entre PN y Cd2+. Sin embargo, se desconoce los mecanismos involucrados. Estudios in-vitro en cultivos de trofoblastos de placenta humana demostraron que Cd2+ inhibe a la enzima placentaria 11β-HSD2, encargada de la inactivación de los glucocorticoides. Una adecuada actividad de la 11β-HSD2 protege al feto del exceso dañino de glucocorticoides (GC), en consecuencia, una disminución de esta enzima aumenta la exposición del feto a GC disminuyendo su PN. Por otro lado se ha demostrado que los GC estimulan la actividad de la 11β-HSD2 promoviendo así su propia inactivación. Nosotros postulamos que una exposición a Cd2+ durante la gestación, induce bajo PN mediado por un aumento en los niveles de glucocorticoides, debido a una disminución en la actividad enzimática placentaria de la 11β-HSD2. El tratamiento con Cd2+ induciría también efectos reproductivos en las crías hembras en la edad adulta. El modelo de estudio fue la rata Wistar, hembras de esta cepa fueron cruzadas y tratadas durante toda la gestación con diferentes concentraciones de CdCl2 (5, 10, 30 y 50 ppm de Cd2+) en el agua de bebida. Al día 20 de gestación las crías fueron extraídas por cesárea y se determinó peso y talla de los fetos y peso de placentas. También se extrajeron muestras de sangre y tejidos para las mediciones de Cd2+ (medidos por espectrometría de absorción atómica: AAS), glucocorticoides (específicamente corticosterona, el GC activo en roedores, determinados por ELISA) y la actividad enzimática de 11β- HSD2 (determinada por un ensayo radiométrico). Los resultados indican una acumulación de Cd2+ en tejido placentario la que es dependiente de la dosis de Cd2+ utilizada. Sólo la dosis de 50 ppm de Cd2+ indujo una leve pero significativa reducción del PN la que fue concomitante con un aumento en los niveles de corticosterona materna, fetal y placentaria, pero sin alteraciones en la actividad de la 11β-HSD2 placentaria. 3 Se concluye que la exposición prenatal a 50 ppm de Cd2+ induce una disminución del PN de las crías, efecto mediado en parte por una exposición fetal aumentada a corticosterona la que no es adecuadamente inactivada a nivel placentario, probablemente, por el daño a nivel del tejido placentario producido por la acumulación de Cd2+. Los parámetros reproductivos evaluados permiten concluir que la fertilidad de las hembras tratadas con Cd2+ durante la gestación se encuentra disminuida.

Memoria para optar al Título Profesional de Médico Veterinario / El Cadmio (Cd2+) es un contaminante ampliamente distribuido en el ambiente; la exposición de la población ocurre principalmente a través del humo de tabaco. Se han descrito efectos adversos en la salud, algunos de los cuales son dependientes del sexo. Específicamente, en crías expuestas durante la gestación, disminuye el peso de nacimiento (PN) lo que se asocia a una exposición fetal aumentada a glucocorticoides (GC). Los GC actúan a través de sus receptores específicos (GR) localizados en los tejidos blancos; en el hígado, la unión GC-GR activa la expresión de genes involucrados en el metabolismo de carbohidratos (CH) y lípidos. Entre éstos se encuentra el gen de la enzima fosfoenol piruvato carboxiquinasa (PEPCK, limitante en el proceso de gluconeogénesis) y el de la enzima acetil Co-A oxidasa (AOX, limitante en el proceso de β-oxidación peroxisomal). En este estudio, se postuló que el Cd2+ administrado durante la gestación induce en las crías neonatas una alteración en la expresión hepática del GR y consecuentemente, de sus genes blancos, PEPCK y AOX, con una concomitante alteración en los niveles hepáticos de glicógeno, triacilglicerol (TAG) y colesterol, de manera diferenciada en machos y hembras. El modelo de estudio utilizado fue ratas de la cepa Wistar tratadas con 10 ppm de Cd2+ (como CdCl2 en el agua de bebida) desde el destete hasta el cruzamiento, y luego con 50 ppm de Cd2+ durante toda la gestación. Posteriormente, en el hígado de las crías neonatas se determinó la expresión de GR (proteína, mediante Western Blot y mRNA por qRT-PCR), PEPCK (mRNA) y AOX (mRNA). También se analizó el contenido de glicógeno, TAG y colesterol. Los resultados indican que GR hepático aumenta su expresión en hembras y en machos disminuye. También hay efectos diferenciados en los niveles de mRNA para PEPCK, y AOX. Se concluye que la exposición a Cd2+ durante el desarrollo induce alteraciones tempranas en el patrón de expresión de genes relacionados con el sistema GC y metabolismo de CH y lípidos. Los efectos son dependientes del sexo y pueden inducir una reprogramación fetal a largo plazo explicando el desarrollo de ciertas patologías / Fondecyt No. 1071110