Thesis (Ph. D.)--Rutgers University, 2009. / "Graduate Program in Toxicology." Includes bibliographical references (p. 62-72).

The teratogenic potency of retinoid analogs was determined in Syrian hamsters and compared to the teratogenic potency of all-trans-retinoic acid (all-trans.-RA, ED50 = 10.5 mg/kg). A total of 15 analogs having variations in the cyclohexene ring were evaluated following various amounts of single oral doses on day 8 of gestation. Retinoids containing a five- or six-membered ring were as teratogenic as all-tmru.-RA, provided they had sufficient lipophilic substituents on the ring. The same pattern emerged for retinoids that had six-membered aromatic ring substitution for the natural cyclohexene ring of vitamin A. Incorporation of a supplementary aromatic ring in the side-chain adjacent to a gem-dimethyl-hexene ring resulted in an increase in teratogenicity by IS-fold compared to all-trans.-RA. Major modifications of the cyclohexene ring can be made without altering teratogenic activity. The ring need not be six-membered and can have decreased lipophilicity through the incorporation of polar groups compared to all-trans.-RA, but must have sufficient lipophilic substituents to provide the necessary mass for interaction with the retinoid receptor. Incorporation of a supplementary aromatic ring adjacent to a gem-dimethyl-hexene ring facilitated π-electron delocalization and restricts side-chain flexibility , thereby increasing teratogenic potency. The pharmacokinetic disposition of 8 retinoids was investigated. Pregnant hamsters were dosed orally with all-trans-RA, 13-cis-retinoic acid, all-trans.-4- oxoretinoic acid, 9-cis-retinal, all-trans.-retinyl acetate, N-ethyl-all-trans- retinamide, N-ethyl-13-cis-retinamide, and arotinoid. The bioavailability of the retinamides was one-tenth that of the free acid retinoids. The plasma elimination half-life for all-trans-RA was 0.5 h. For 13-cis-retinoic acid and all-trans-4-oxoretinoic acid the elimination half-lives were 4.4 and 5.7 h, respectively. The binding affinity of various retinoids to cellular retinoic acid-binding protein (cRABP) was determined in day-12 hamster fetuses. Fetal supernatants from the 105,000x g fraction were incubated with high specific-activity [3H]-all-trans-RA in the presence of various concentration of unlabeled retinoids with subsequent isolation of cRABP by size-exclusion HPLC. Teratogenic retinoids, or acidic metabolites of teratogenic retinoids bound to cRABP whereas nonteratogenic retinoids failed to bind.

Though it is well known that tobacco related products can cause prenatal maldevelopment, very little is known on how tobacco products affect bone tissue as it develops in the embryo. Identifying which chemicals can induce the greatest harm to the prenatal skeletal system is an improbable task as there are over 7,000 chemicals in tobacco smoke alone. We hypothesized that the Toxicological Priority Index (ToxPI) program can be used to rank osteogenic cytotoxicity potential to aid in the assessment of what chemicals out of the thousands can cause osteogenic differentiation inhibition. ToxPI aggregates information from various assays and incorporates them into visual “pie charts” which allow chemicals to be ranked against each other by given parameters. The larger the pie chart the greater likelihood of potential effects and vice versa. Seventeen tobacco chemical constituents were ranked using ToxPI and those chemicals with pie charts (0 To assess the ability of ToxPI to correctly predict maldevelopment in silico eight compounds were then tested in vitro: four of them being ToxPi positive and the other four having null predicted effects. To verify the predictions, human embryonic stem cells were differentiated into osteoblasts and exposed to various concentrations of each compound. Cell viability was measured via MTT assay in conjunction with a calcium assay to measure osteogenic differentiation. In addition, adult human feeder fibroblasts cell viability in response to exposure was measured. ToxPI positive predictions (xin vitro, caused differentiation inhibition. Together our data suggests that ToxPi might be useful to identify strongly inhibitory chemicals based on their cytotoxicity but might also give false negative results for chemicals that cause differentiation inhibition at sub-toxic levels.

In developmental toxicity studies, multiple levels of correlation exist between multiple outcomes of interest, complicating the estimation of models and risk assessment for data collected from these studies. The first chapter describes these multiple layers of correlation, the problems that arise from them, and provides a detailed literature review of the statistical methodology developed in order to address these problems.

Diss. (sammanfattning) Uppsala : Univ., 2004. / Härtill 6 uppsatser.

Chlorpyrifos (CPF) is one of the most widely used organophosphorus insecticides (OPs). The developmental exposure to low levels of CPF results in the inhibition of the endocannabinoid metabolizing enzyme fatty acid amide hydrolase (FAAH) and in altered emotional behavior (increased social play) without affecting the acetylcholinesterase, the canonical target of OPs. However, the molecular mechanisms responsible for this increased social play are not known. In this study, male rat pups were exposed orally to either corn oil, 0.75 mg/kg CPF, or 0.02 mg/kg PF-04457845 (PF; a specific inhibitor of FAAH) daily from postnatal day 10 (PND10) - PND16. This dosage of CPF does not alter brain cholinergic activity but inhibits FAAH. Once these rats reached adolescence (PND38), they were divided into two cohorts and each cohort contained all treatments. One cohort underwent social behavior testing and the other cohort remained naïve to behavioral testing. Following testing, the amygdala was collected from each cohort and protein expression was determined using a labelree shotgun proteomic approach. The obtained differentially expressed proteins from the different cohorts were analyzed by DAVID and Ingenuity Pathway Analysis software. Comparison of control non-behavior and control behavior rats suggests that social play altered the systems involved in the regulation of reward such as the opioid, dopaminergic, and serotonergic systems. These data also suggest that synaptic levels of GABA and glutamate increased during play. Comparison of non-behavior control and treated rats suggests that FAAH inhibition resulting from developmental exposure to CPF and PF persistently affects glutamatergic and GABAergic signaling. These data also suggest that there is a similar pattern of protein expression between CPF and PF. Comparison of the data from the behavioral groups of rats suggests that alterations in glutamatergic and GABAergic signaling and improper activation of opioid signaling could be responsible for the increased social play behavior. These alterations in the neurotransmitter signaling were observed in both CPF and PF treated rats. Overall, the results suggest that FAAH inhibition by either CPF or PF leads to alterations in opioid, glutamatergic, and GABAergic signaling that could be responsible for increased levels of social play.

A Ipomoea carnea é uma planta tóxica amplamente distribuída no Brasil e em outros países tropicais. Durante os períodos de seca esta planta se mantém verde, podendo servir como fonte de alimento para os animais de produção. A intoxicação natural é de caráter crônico e ocorre quando ruminantes particularmente, caprinos ingerem a planta, estes animais desenvolvem, principalmente, sintomatologia de origem nervosa. Dois tipos de princípios ativos tóxicos foram isolados desta planta, um alcalóide nortropânico, as calisteginas B1, B2, B3 e C1 e principalmente o alcalóide indolizidínico, a suainsonina, cujo mecanismo de ação tóxico se estabelece por inibição de duas enzimas a α-manosidase lisossomal, levando ao acúmulo de oligossacarídeos não metabolizados no interior de lisossomos, promovendo a degeneração vacuolar intracitoplasmática, perda de função e até mesmo morte celular e a manosidase II do Complexo de Golgi, causando alterações na síntese, no processamento e no transporte de glicoproteínas. Histologicamente esta intoxicação é caracterizada pela presença de vacúolos lisossomais no sistema nervoso central (SNC), tireóide, fígado, pâncreas e rins. Recentemente, pesquisas, relativas à toxicidade perinatal desta planta, vêm mostrando que a Ipomoea carnea possui efeitos teratogênicos, em ratos, caprinos e coelhos, porém até o momento não se sabe se a placenta poderia estar envolvida na gênese desta patologia ou se os efeitos deletérios no feto seriam devidos diretamente à passagem transplacentária do princípio ativo tóxico. Portanto o principal objetivo desta pesquisa foi verificar o possível efeito placentotóxico da planta. Assim, o resíduo aquoso final da planta (RAF) foi administrado, via oral, por gavage para ratas Wistar gestantes, nas doses de 1,0; 3,0 e 7,0 g/kg no período do 6º ao 19º dias de gestação, já os animais do grupo controle e peer-feeding, receberam apenas água pela mesma via e período que os animais tratados. Durante o período de tratamento estes animais foram inspecionados diariamente e o consumo de água e ração, bem como o ganho de peso mensurados à cada 3 dias. No final da gestação parte dos animais foram, destinados a secção cesariana, para principalmente avaliação do tecido placentário e os outros animais seguiram a gestação até o nascimento a termo para análise das proles. Dos animais provenientes da secção cesariana, foram coletados os fetos e suas respectivas placentas, sendo estas encaminhadas para análise anatomopatológica, histoquímica (lectinas e TUNEL) e morfométrica, assim como os fetos mensurados quanto ao seu tamanho e peso e avaliados para malformações externas e análise óssea e visceral e realizado o desempenho reprodutivo destas fêmeas. As gestantes que seguiram até o nascimento de suas prole, as quais foram avaliadas quanto ao seu desenvolvimento físico e reflexológico diariamente e nos dias 4, 8, 15 e 22 de lactação, um filhote de cada mãe foi eutanasiado para coleta de fragmentos representativos do fígado, rim, SNC e pâncreas para avaliação histopatológica, este procedimento também foi realizado naquelas mães submetidas a secção cesariana no 20º dia de gestação, bem como nas mães lactantes no 22º dia de lactação. Os resultados obtidos evidenciam claramente o potencial teratogênico produzido pela Ipomoea carnea, visto que tanto os fetos quanto os filhotes apresentaram algumas anomalias congênitas, diminuição do peso ao nascimento e também o retardo na geotaxia negativa. No fígado e nos rins das mães e dos filhotes foi observada a degeneração vacuolar, evidenciando a toxicidade materna e fetal promovida pela planta expostos durante o período gestacional. Um dado importante aqui observado se refere à avaliação do tecido placentário, o qual apresentou algumas alterações histopatológicas, como o espessamento da zona de labirinto e a redução de espessura da zona juncional, porém a degeneração vacuolar não fora observada neste órgão, porém quando realizada a técnica de lectina-histoquímica, foi possível observar o acúmulo de alguns açúcares nas células em diversas regiões da placenta, evidenciando desta forma que este tecido também sofreu injúria promovida pela ação da planta, não sendo mais possível considerar este órgão apenas como um local de passagem para estes princípios ativos tóxicos. / Ipomoea carnea is a toxic plant widely distributed in Brazil and other tropical countries. During periods of drought, animals graze on this plant which grows even in the presence of adverse climatic conditions. After prolonged periods of plant intake, the animals exhibit a variety of clinical signs as depression, general weakness, body weight loss, staggering gait, muscle tremors, ataxia, posterior paresis, and paralysis. Two kinds of toxic principles were isolated from the plant, the nortropane alkaloids calystegines B1, B2, B3 and C1 and mainly the indolizidine alkaloid swainsonine. The latter alkaloid is a potent inhibitor of two distinct intracellular enzymes, the lysosomal α-mannosidase which results in lysosomal accumulation of incompletely processed oligosaccharides moieties inside vacuoles, which progresses to cellular function loss and, ultimately, to cell death and the Golgi mannosidase II enzyme causes alteration of the N-linked glycoprotein process, modifying the glycoprotein synthesis, processing and carrier. Histologically, cellular vacuolization of Purkinje cells, thyroid follicles, exocrine pancreas, liver and kidney cells have been observed. Recently, many studies in our laboratory have shown that Ipomoea carnea have teratogenic effects in rats, goats and rabbits. However, it is not known yet if the alterations observed in the fetuses are due to alterations in the placenta or if they can be directly related to the transplacental transfer of the active principle. The present study was performed to evaluate the effects of Ipomoea carnea in the placental tissue and in the litter of female rats treated during. Pregnant rats of the experimental groups were treated orally by gavage, once a day from GD6 to GD19, with 1,0; 3,0; 7,0 g/kg of Ipomoea carnea AF. The control and peer-feeding group received tap water by gavage. Total body weight gain, water and food consumption were measured each three days during the experimental period. At the end of pregnancy period some animals were, for cesarean section, mainly for evaluation of placental tissue and the other animals followed the pregnancy until the birth to the term analysis of offspring. From the animals that came from the cesarean section, were collected the fetuses and their placental, those being collected for anatomopathological, histochemistry (lectins and TUNEL) and morphometric analysis, as the fetuses measured about their sizes and weight and assessed to external malformation and bone and visceral analysis and performed the reproductive performance of those females. The pregnants that followed up to the birth of their offspring, which were assessed regarding their physical and reflexology development daily and at days 4, 8, 15 e 22 of lactation, an offspring of each mother was euthanized so representatives fragments of the liver, kidney, SNC and pancreas could be collected for a histopathological assessment, this procedure was also performed at those mothers submitted to the cesarean section at the 20th pregnancy day, as well as at the breastfeeding at the 22nd lactation day. The obtained results clearly show the teratogenic potential produced by the Ipomoea carnea, because both the fetuses as the pups had some congenital anomalies, decrease in birth weight and the delayed negative geotaxis. At both the mother and offsprings liver and kidneys was observed a vacuolar degeneration, showing the maternal and fetal toxicity promoted by the plant exposed during the pregnancy period. An important data noted here refers to the placental tissue assessment, which showed some histopathological alterations, as the labirinth zone thickening and the reduction of the junctional zone thickness, however the vacuolar degeneration was not observed in this organ, although when performed the lectin-histochemistry technique, it was possible to observe the accumulation of some sugars in some cells located at several regions of the placenta, this way showing that this tissue has also suffered some injury promoted by the plant action, not being possible anymore to consider this organs just as a plac of passage for these toxic active principle.

O cianeto e os compostos cianogênicos são ubíquos na natureza e amplamente estudados pela toxicologia. A exposição prolongada a este íon tem sido associada à produção do bócio, de diversos distúrbios neurológicos, bem como alterações em outros órgãos, tanto em seres humanos como em diferentes espécies animais. Embora existam na literatura muitos trabalhos relativos à exposição prolongada ao cianeto, em diferentes espécies animais, muito pouco é encontrado em relação aos possíveis efeitos tóxicos durante o período perinatal; assim, o objetivo do presente estudo foi o de determinar os efeitos da exposição ao cianeto de potássio (KCN) em suínos, durante a gestação. Inicialmente, realizou-se estudo toxicocinético, em suínos fêmeas, em diferentes fases, utilizando-se o tiocianato como biomarcador. Vinte e dois suínos, foram divididos em quatro grupos (6; com 60 dias da idade; 5, com 95 dias da idade; 5, com 80 dias do gestação e 6, com 21 dias de lactação), e receberam por via oral, a dose única de 3.0 mg /kg de peso vivo de cianeto de potássio (KCN). As concentrações do tiocianato no sangue foram medidas dentro de 24h. O tempo máximo (Tmax) e constante de eliminação (Kel) foram mais elevados em porcas lactantes (15 h e 0,045, respectivamente); por ouro lado, as maiores concentração do tiocianato (Cmax) bem como área sob a cuva (ASC) foram observados nas fêmeas grávidas (161,8; 158.834,34). A meia vida de eliminação (t1/2β), o volume da distribuição (Vd) foram mais elevados nas fêmeas como 95 dias de idades, e o clearence (Cl), o mais baixo (41,57 ;1,23 e 0,017, respectivamente). Na segunda etapa, foram utilizados 24 fêmeas, gestantes, divididas em quatro grupos iguais: 1controle e 3 experimentais. Os animais dos grupos experimentais foram tratados com 1,0, 2,0 e 3,0 mg/KCN/Kg, duas vezes ao dia, adicionados a ração comercial, a partir da 3º semana de prenhez . O grupo controle recebeu somente ração comercial. Estas fêmeas foram pesadas e foram retiradas amostras de sangue para avaliação bioquímica (dosagensde ALT, AST, GGT, uréia, creatinina, T3, T4 e tiocianato) durante todo o período gestacional; além disto, acompanhou-se o desenvolvimento fetal por meio de ultra-sonografia aos 21, 35, 45, 55 e 65, quando foram mensurados os seguintes parâmetros: comprimento crânio-caudal, diâmetro torácico, diâmetro abdominal e diâmetro biparietal. No 110º DG, uma fêmea prenhe de cada grupo foi abatido, para coleta de fragmentos representativos de tireóide, coração, pulmão, fígado, rim, baço, pâncreas e cérebro para a avaliação histopatológica, bem como coletou-se o líquido amniótico para dosagem de tiocianato. As mães que prosseguiram com a gestação tiveram seus partos assistidos com subsequente retirada do colostro, para dosagem de tiocianato. Os filhotes desta mães foram acompanhados até o abate (120 dias de vida), quando também foram coletadas amostras dos diferentes tecidos para a avaliação histopatológica. A análise das mensurações fetais, não revelou alterações significantes, já a análise bioquímica, em relação às mães experimentais, verificou-se que os níveis de tiocianato estiveram aumentados, significantemente no soro, colostro e liquido amniótico, no entanto, poucas foram as alterações nas enzimas e outras substâncias. O estudo histológico revelou acidofilia citoplasmática, degeneração e vacuolização, de células de purkinje, neuroniofagia em cortex cerebral, aumento dos folículos tiroideanos, bem como espessamento e vacuolização do epitélio folicular e do colóide, degeneração hepática e renal, espessamento dos septos alveolares, no pulmão, e desarranjo do parêquima pancreático com desorganização dos acinos e diminuição dos grânulos de zimogênio. Em relação às proles verificou-se queda, no peso e ganho de peso daqueles filhotes provenientes de mães tratadas com 2,0 e 6,0 mg/kg de KCN. Embora a análise bioquímica não tenha mostrado alterações consistentes nos animais provenientes daquelas mães tratadas com o KCN durante a gestação, o estudo histopatológico revelou, nestes filhotes, lesões ao nível de tireóide e tecido pulmonar, semelhantes àquelas encontradas em suas mães. Concluindo, os resultados do presente estudo, evidenciam que a biotransformação do cianeto varia de maneira marcante, considerando a faixa etária e o estado fisiológico dos suínos fêmeas, e que são os animais gestantes, provavelmente, os mais sensíveis aos efeitos tóxicos, da exposição crônica as baixas doses do cianeto. Ainda, que esta exposição materna ao cianeto durante a gestação promove efeito tóxico no feto, no entanto, essas alterações são observadas apenas na fase pós-natal. / Cyanide and cyanogenic compounds are ubiquitous in nature and widely studied in toxicology. Long-term cyanide exposure has been associated to development of goiter, pancreatic diabetes, and several neurological diseases in humans and animals. However, the exact mechanism involved in induction of these diseases are not fully elucidated. It is believed that these effects are consequence of the toxic action of cyanide and/or its main product of transformation, thiocyanate. Thus, the objective of the present study was to determinate the effects of long term exposure to potassium cyanide (KCN) in swines, during perinatal period. Initially, it was realized a toxicokinetic study in female swines, in three different states, using thiocyanate as biomaker. Twenty two swines were randomly allocated in four groups: 6 with 60 days of age; 5 with 95 days of age, 6 with 80 days of gestation, and 6 with 21 days of lactation. All the animals received orally a single dose of 3.0 mg/kg/body weight of KCN. Thiocyanate concentrations in blood were measured within 24 h. The time of peak concentration (Tmax) and constant of elimination (Kel) was higher in lactation sows (15h; 0.045, respectively); on the other hand the higher concentrations of thiocyanate (Cmax) as well as area under the curve (AUC) were observed in pregnant sows (161.8; 158.834.34). The elimination half-life (t1/2β) and volume of distribution (Vd area) was higher in female swines with 95 days of age (41.57 h ; 1.23 L/kg), however the clearance value (Cl) was the smallest (0.017 L/kg/h). In the second step it was utilized 24 pregnancies sows, randomly allocated in four equal groups: 1 control and 3 experimental. The experimental groups was treated with 1.0, 2.0 and 3.0 mg/kg/ KCN added in commercial ration, twice a day, since 3rd week of pregnancy until the last day of gestation. The control group received only commercial ration. All fetuses were evaluated by ultra-sonographic in the 21, 35, 45, 55 e 65 days of gestation (GD). All the sows was weigthy weekly and blood colleted for biochemical evaluation. In the 110 GD, one animal per group was euthanized and fragments from some tissues were collected for histopathological study. Yet, the levels of thiocynate were evaluation in the amniotic fluid. The other sows that following gestation was collected colostrum for thiocynate evaluation levels. Histopathology revealed degenerative vacuolar alterations in the liver, pancreas, thyroid and kidney cells, and in the neurons of the central nervous system in the animals that received the KCN. In the lungs was observed widening of the epithelium alveolar. In the third step the development of the piglets was evaluate, the same biochemical parameters observed in mothers were done, with exception T3 and T4, until 45 postnatal days as well as weight and body weight gains for 120 days; in this day carcasses weights and bacon thickness were evaluated. From the biochemical parameters in relation in the piglets, it was verified that the thiocynade levels were significantly increased in several experimental groups; otherwise, too feel alterations were observed in the enzymes and other substances analyzed. The histopathological study revealed the same alterations of thyroid and lungs of the sows. In conclusion, the results of the present study support the hypothesis that the metabolism of cyanide is extremely variable, considering the age and the physiological state of female swine´s. Furthermore this study suggest that pregnancies sows are most sensible to the toxic effect, of the long-term exposition the low doses of cyanide; still, this work showed that exposition leaded the maternal and development toxicity of de pliglets.

A Ipomoea carnea é uma planta tóxica amplamente distribuída no Brasil e em outros países tropicais. Durante os períodos de seca esta planta se mantém verde, podendo servir como fonte de alimento para os animais de produção. A intoxicação natural é de caráter crônico e ocorre quando ruminantes particularmente, caprinos ingerem a planta, estes animais desenvolvem, principalmente, sintomatologia de origem nervosa. Dois tipos de princípios ativos tóxicos foram isolados desta planta, um alcalóide nortropânico, as calisteginas B1, B2, B3 e C1 e principalmente o alcalóide indolizidínico, a suainsonina, cujo mecanismo de ação tóxico se estabelece por inibição de duas enzimas a α-manosidase lisossomal, levando ao acúmulo de oligossacarídeos não metabolizados no interior de lisossomos, promovendo a degeneração vacuolar intracitoplasmática, perda de função e até mesmo morte celular e a manosidase II do Complexo de Golgi, causando alterações na síntese, no processamento e no transporte de glicoproteínas. Histologicamente esta intoxicação é caracterizada pela presença de vacúolos lisossomais no sistema nervoso central (SNC), tireóide, fígado, pâncreas e rins. Recentemente, pesquisas, relativas à toxicidade perinatal desta planta, vêm mostrando que a Ipomoea carnea possui efeitos teratogênicos, em ratos, caprinos e coelhos, porém até o momento não se sabe se a placenta poderia estar envolvida na gênese desta patologia ou se os efeitos deletérios no feto seriam devidos diretamente à passagem transplacentária do princípio ativo tóxico. Portanto o principal objetivo desta pesquisa foi verificar o possível efeito placentotóxico da planta. Assim, o resíduo aquoso final da planta (RAF) foi administrado, via oral, por gavage para ratas Wistar gestantes, nas doses de 1,0; 3,0 e 7,0 g/kg no período do 6º ao 19º dias de gestação, já os animais do grupo controle e peer-feeding, receberam apenas água pela mesma via e período que os animais tratados. Durante o período de tratamento estes animais foram inspecionados diariamente e o consumo de água e ração, bem como o ganho de peso mensurados à cada 3 dias. No final da gestação parte dos animais foram, destinados a secção cesariana, para principalmente avaliação do tecido placentário e os outros animais seguiram a gestação até o nascimento a termo para análise das proles. Dos animais provenientes da secção cesariana, foram coletados os fetos e suas respectivas placentas, sendo estas encaminhadas para análise anatomopatológica, histoquímica (lectinas e TUNEL) e morfométrica, assim como os fetos mensurados quanto ao seu tamanho e peso e avaliados para malformações externas e análise óssea e visceral e realizado o desempenho reprodutivo destas fêmeas. As gestantes que seguiram até o nascimento de suas prole, as quais foram avaliadas quanto ao seu desenvolvimento físico e reflexológico diariamente e nos dias 4, 8, 15 e 22 de lactação, um filhote de cada mãe foi eutanasiado para coleta de fragmentos representativos do fígado, rim, SNC e pâncreas para avaliação histopatológica, este procedimento também foi realizado naquelas mães submetidas a secção cesariana no 20º dia de gestação, bem como nas mães lactantes no 22º dia de lactação. Os resultados obtidos evidenciam claramente o potencial teratogênico produzido pela Ipomoea carnea, visto que tanto os fetos quanto os filhotes apresentaram algumas anomalias congênitas, diminuição do peso ao nascimento e também o retardo na geotaxia negativa. No fígado e nos rins das mães e dos filhotes foi observada a degeneração vacuolar, evidenciando a toxicidade materna e fetal promovida pela planta expostos durante o período gestacional. Um dado importante aqui observado se refere à avaliação do tecido placentário, o qual apresentou algumas alterações histopatológicas, como o espessamento da zona de labirinto e a redução de espessura da zona juncional, porém a degeneração vacuolar não fora observada neste órgão, porém quando realizada a técnica de lectina-histoquímica, foi possível observar o acúmulo de alguns açúcares nas células em diversas regiões da placenta, evidenciando desta forma que este tecido também sofreu injúria promovida pela ação da planta, não sendo mais possível considerar este órgão apenas como um local de passagem para estes princípios ativos tóxicos. / Ipomoea carnea is a toxic plant widely distributed in Brazil and other tropical countries. During periods of drought, animals graze on this plant which grows even in the presence of adverse climatic conditions. After prolonged periods of plant intake, the animals exhibit a variety of clinical signs as depression, general weakness, body weight loss, staggering gait, muscle tremors, ataxia, posterior paresis, and paralysis. Two kinds of toxic principles were isolated from the plant, the nortropane alkaloids calystegines B1, B2, B3 and C1 and mainly the indolizidine alkaloid swainsonine. The latter alkaloid is a potent inhibitor of two distinct intracellular enzymes, the lysosomal α-mannosidase which results in lysosomal accumulation of incompletely processed oligosaccharides moieties inside vacuoles, which progresses to cellular function loss and, ultimately, to cell death and the Golgi mannosidase II enzyme causes alteration of the N-linked glycoprotein process, modifying the glycoprotein synthesis, processing and carrier. Histologically, cellular vacuolization of Purkinje cells, thyroid follicles, exocrine pancreas, liver and kidney cells have been observed. Recently, many studies in our laboratory have shown that Ipomoea carnea have teratogenic effects in rats, goats and rabbits. However, it is not known yet if the alterations observed in the fetuses are due to alterations in the placenta or if they can be directly related to the transplacental transfer of the active principle. The present study was performed to evaluate the effects of Ipomoea carnea in the placental tissue and in the litter of female rats treated during. Pregnant rats of the experimental groups were treated orally by gavage, once a day from GD6 to GD19, with 1,0; 3,0; 7,0 g/kg of Ipomoea carnea AF. The control and peer-feeding group received tap water by gavage. Total body weight gain, water and food consumption were measured each three days during the experimental period. At the end of pregnancy period some animals were, for cesarean section, mainly for evaluation of placental tissue and the other animals followed the pregnancy until the birth to the term analysis of offspring. From the animals that came from the cesarean section, were collected the fetuses and their placental, those being collected for anatomopathological, histochemistry (lectins and TUNEL) and morphometric analysis, as the fetuses measured about their sizes and weight and assessed to external malformation and bone and visceral analysis and performed the reproductive performance of those females. The pregnants that followed up to the birth of their offspring, which were assessed regarding their physical and reflexology development daily and at days 4, 8, 15 e 22 of lactation, an offspring of each mother was euthanized so representatives fragments of the liver, kidney, SNC and pancreas could be collected for a histopathological assessment, this procedure was also performed at those mothers submitted to the cesarean section at the 20th pregnancy day, as well as at the breastfeeding at the 22nd lactation day. The obtained results clearly show the teratogenic potential produced by the Ipomoea carnea, because both the fetuses as the pups had some congenital anomalies, decrease in birth weight and the delayed negative geotaxis. At both the mother and offsprings liver and kidneys was observed a vacuolar degeneration, showing the maternal and fetal toxicity promoted by the plant exposed during the pregnancy period. An important data noted here refers to the placental tissue assessment, which showed some histopathological alterations, as the labirinth zone thickening and the reduction of the junctional zone thickness, however the vacuolar degeneration was not observed in this organ, although when performed the lectin-histochemistry technique, it was possible to observe the accumulation of some sugars in some cells located at several regions of the placenta, this way showing that this tissue has also suffered some injury promoted by the plant action, not being possible anymore to consider this organs just as a plac of passage for these toxic active principle.

O cianeto e os compostos cianogênicos são ubíquos na natureza e amplamente estudados pela toxicologia. A exposição prolongada a este íon tem sido associada à produção do bócio, de diversos distúrbios neurológicos, bem como alterações em outros órgãos, tanto em seres humanos como em diferentes espécies animais. Embora existam na literatura muitos trabalhos relativos à exposição prolongada ao cianeto, em diferentes espécies animais, muito pouco é encontrado em relação aos possíveis efeitos tóxicos durante o período perinatal; assim, o objetivo do presente estudo foi o de determinar os efeitos da exposição ao cianeto de potássio (KCN) em suínos, durante a gestação. Inicialmente, realizou-se estudo toxicocinético, em suínos fêmeas, em diferentes fases, utilizando-se o tiocianato como biomarcador. Vinte e dois suínos, foram divididos em quatro grupos (6; com 60 dias da idade; 5, com 95 dias da idade; 5, com 80 dias do gestação e 6, com 21 dias de lactação), e receberam por via oral, a dose única de 3.0 mg /kg de peso vivo de cianeto de potássio (KCN). As concentrações do tiocianato no sangue foram medidas dentro de 24h. O tempo máximo (Tmax) e constante de eliminação (Kel) foram mais elevados em porcas lactantes (15 h e 0,045, respectivamente); por ouro lado, as maiores concentração do tiocianato (Cmax) bem como área sob a cuva (ASC) foram observados nas fêmeas grávidas (161,8; 158.834,34). A meia vida de eliminação (t1/2β), o volume da distribuição (Vd) foram mais elevados nas fêmeas como 95 dias de idades, e o clearence (Cl), o mais baixo (41,57 ;1,23 e 0,017, respectivamente). Na segunda etapa, foram utilizados 24 fêmeas, gestantes, divididas em quatro grupos iguais: 1controle e 3 experimentais. Os animais dos grupos experimentais foram tratados com 1,0, 2,0 e 3,0 mg/KCN/Kg, duas vezes ao dia, adicionados a ração comercial, a partir da 3º semana de prenhez . O grupo controle recebeu somente ração comercial. Estas fêmeas foram pesadas e foram retiradas amostras de sangue para avaliação bioquímica (dosagensde ALT, AST, GGT, uréia, creatinina, T3, T4 e tiocianato) durante todo o período gestacional; além disto, acompanhou-se o desenvolvimento fetal por meio de ultra-sonografia aos 21, 35, 45, 55 e 65, quando foram mensurados os seguintes parâmetros: comprimento crânio-caudal, diâmetro torácico, diâmetro abdominal e diâmetro biparietal. No 110º DG, uma fêmea prenhe de cada grupo foi abatido, para coleta de fragmentos representativos de tireóide, coração, pulmão, fígado, rim, baço, pâncreas e cérebro para a avaliação histopatológica, bem como coletou-se o líquido amniótico para dosagem de tiocianato. As mães que prosseguiram com a gestação tiveram seus partos assistidos com subsequente retirada do colostro, para dosagem de tiocianato. Os filhotes desta mães foram acompanhados até o abate (120 dias de vida), quando também foram coletadas amostras dos diferentes tecidos para a avaliação histopatológica. A análise das mensurações fetais, não revelou alterações significantes, já a análise bioquímica, em relação às mães experimentais, verificou-se que os níveis de tiocianato estiveram aumentados, significantemente no soro, colostro e liquido amniótico, no entanto, poucas foram as alterações nas enzimas e outras substâncias. O estudo histológico revelou acidofilia citoplasmática, degeneração e vacuolização, de células de purkinje, neuroniofagia em cortex cerebral, aumento dos folículos tiroideanos, bem como espessamento e vacuolização do epitélio folicular e do colóide, degeneração hepática e renal, espessamento dos septos alveolares, no pulmão, e desarranjo do parêquima pancreático com desorganização dos acinos e diminuição dos grânulos de zimogênio. Em relação às proles verificou-se queda, no peso e ganho de peso daqueles filhotes provenientes de mães tratadas com 2,0 e 6,0 mg/kg de KCN. Embora a análise bioquímica não tenha mostrado alterações consistentes nos animais provenientes daquelas mães tratadas com o KCN durante a gestação, o estudo histopatológico revelou, nestes filhotes, lesões ao nível de tireóide e tecido pulmonar, semelhantes àquelas encontradas em suas mães. Concluindo, os resultados do presente estudo, evidenciam que a biotransformação do cianeto varia de maneira marcante, considerando a faixa etária e o estado fisiológico dos suínos fêmeas, e que são os animais gestantes, provavelmente, os mais sensíveis aos efeitos tóxicos, da exposição crônica as baixas doses do cianeto. Ainda, que esta exposição materna ao cianeto durante a gestação promove efeito tóxico no feto, no entanto, essas alterações são observadas apenas na fase pós-natal. / Cyanide and cyanogenic compounds are ubiquitous in nature and widely studied in toxicology. Long-term cyanide exposure has been associated to development of goiter, pancreatic diabetes, and several neurological diseases in humans and animals. However, the exact mechanism involved in induction of these diseases are not fully elucidated. It is believed that these effects are consequence of the toxic action of cyanide and/or its main product of transformation, thiocyanate. Thus, the objective of the present study was to determinate the effects of long term exposure to potassium cyanide (KCN) in swines, during perinatal period. Initially, it was realized a toxicokinetic study in female swines, in three different states, using thiocyanate as biomaker. Twenty two swines were randomly allocated in four groups: 6 with 60 days of age; 5 with 95 days of age, 6 with 80 days of gestation, and 6 with 21 days of lactation. All the animals received orally a single dose of 3.0 mg/kg/body weight of KCN. Thiocyanate concentrations in blood were measured within 24 h. The time of peak concentration (Tmax) and constant of elimination (Kel) was higher in lactation sows (15h; 0.045, respectively); on the other hand the higher concentrations of thiocyanate (Cmax) as well as area under the curve (AUC) were observed in pregnant sows (161.8; 158.834.34). The elimination half-life (t1/2β) and volume of distribution (Vd area) was higher in female swines with 95 days of age (41.57 h ; 1.23 L/kg), however the clearance value (Cl) was the smallest (0.017 L/kg/h). In the second step it was utilized 24 pregnancies sows, randomly allocated in four equal groups: 1 control and 3 experimental. The experimental groups was treated with 1.0, 2.0 and 3.0 mg/kg/ KCN added in commercial ration, twice a day, since 3rd week of pregnancy until the last day of gestation. The control group received only commercial ration. All fetuses were evaluated by ultra-sonographic in the 21, 35, 45, 55 e 65 days of gestation (GD). All the sows was weigthy weekly and blood colleted for biochemical evaluation. In the 110 GD, one animal per group was euthanized and fragments from some tissues were collected for histopathological study. Yet, the levels of thiocynate were evaluation in the amniotic fluid. The other sows that following gestation was collected colostrum for thiocynate evaluation levels. Histopathology revealed degenerative vacuolar alterations in the liver, pancreas, thyroid and kidney cells, and in the neurons of the central nervous system in the animals that received the KCN. In the lungs was observed widening of the epithelium alveolar. In the third step the development of the piglets was evaluate, the same biochemical parameters observed in mothers were done, with exception T3 and T4, until 45 postnatal days as well as weight and body weight gains for 120 days; in this day carcasses weights and bacon thickness were evaluated. From the biochemical parameters in relation in the piglets, it was verified that the thiocynade levels were significantly increased in several experimental groups; otherwise, too feel alterations were observed in the enzymes and other substances analyzed. The histopathological study revealed the same alterations of thyroid and lungs of the sows. In conclusion, the results of the present study support the hypothesis that the metabolism of cyanide is extremely variable, considering the age and the physiological state of female swine´s. Furthermore this study suggest that pregnancies sows are most sensible to the toxic effect, of the long-term exposition the low doses of cyanide; still, this work showed that exposition leaded the maternal and development toxicity of de pliglets.