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Previous issue date: 2018-02-08 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / É conhecido que a exposição ao arsênio ou a hiperglicemia pode causar alterações sistêmicas, comprometendo a função e a estrutura dos órgãos. No entanto, não está claro a extensão na qual este metaloide, na presença de uma disfunção metabólica preexistente, poderia afetar a morfologia e função dos órgãos. Portanto, o objetivo deste trabalho foi avaliar parâmetros hepáticos e reprodutivos de ratos normais e diabéticos expostos ao arsênio. Para isso, a diabetes foi induzida em ratos machos utilizando injeção intraperitoneal de estreptozotocina. Os animais saudáveis e hiperglicêmicos receberam solução salina (controle negativo; controle diabetes) ou 10 mg/L de arsênio na forma de arsenato de sódio (controle arsênio; diabetes + arsênio) na água de beber por 40 dias ad libitum. A exposição ao arsenato aumentou os níveis de glicose sérica em animais saudáveis comparados aos animais do grupo controle negativo. No entanto, a exposição a este composto de arsênio não intensificou os níveis de glicose já elevados dos animais diabéticos. No fígado, a atividade das enzimas antioxidantes foi reduzida após exposição ao arsenato em animais saudáveis comparados aos animais do grupo controle negativo, enquanto a combinação de diabetes e arsenato agravou a redução da enzima glutationa s- transferase. Consequentemente, os animais expostos ao arsenato apresentaram níveis aumentados de malondialdeido e proteína carbonilada, sendo este aumento intensificado em animais com diabetes pré-existente. Além disso, estes animais apresentaram níveis séricos aumentados de fosfatase alcalina. A exposição ao arsenato causou um processo inflamatório no tecido hepático de animais saudáveis comparados aos animais do grupo controle negativo. Do mesmo modo, a exposição ao arsenato realçou o aumento de infiltrado inflamatório nos animais diabéticos, com alto número de mastócitos e produção de TNF-α. Em adição, alterações vasculares tais como congestão, hemorragia e depósitos de hemossiderina foram intensificados nos animais do grupo diabetes + arsênio, enquanto os estoques de glicogênio foram reduzidos. Em relação ao sistema reprodutor, nós observamos que a exposição ao arsenato reduziu a concentração de testosterona sérica em animais saudáveis e agravou a redução observada em animais diabéticos. O número de espermatozoides no testículo e epidídimo, a produção diária espermática e o tempo de trânsito dos espermatozoides no epidídimo foram reduzidos também em animais saudáveis expostos ao arsenato. Além disso, a exposição a este composto de arsênio agravou estes parâmetros em ratos diabéticos. A motilidade espermática, a integridade das membranas desta célula e o número de espermatozoides normais foram também reduzidos em animais saudáveis expostos ao arsenato. A combinação de diabetes e arsenato intensificou apenas a redução do número de espermatozoides normais observado nos animais diabéticos. A proporção de arsênio aumentou no testículo e epidídimo de ambos os grupos recebendo arsenato. Além disso, a exposição ao arsenato induziu a um desequilíbrio na atividade das enzimas antioxidantes e no conteúdo de microminerais em animais saudáveis, além de realçar estas mudanças em ratos diabéticos. Mudanças morfológicas ocorreram principalmente nos animais do grupo diabetes + arsênio. Enfim, nossos resultados indicam que a exposição ao arsênio foi capaz de causar intensos danos morfológicos e funcionais no fígado e no sistema reprodutor de ratos Wistar saudáveis. Além disso, estes danos foram intensificados quando animais diabéticos foram expostos ao arsênio. Portanto, mais estudos são necessários para entender melhor o mecanismo de ação do arsênio em animais com doença metabólica pré-existente e os possíveis danos causados por este metaloide na fertilidade e metabolismo dos animais. / However, it is unclear the extent to which this metalloid, in the presence of a preexistent metabolic dysfunction, could affect the morphology and function of the organs. Therefore, the aim of this study was to evaluate hepatic and reproductive parameters of healthy and diabetic rats exposed to arsenic. For this, diabetes was induced in male rats by intraperitoneal injection of streptozotocin. Healthy and hyperglycemic animals received saline solution (negative control; diabetes control) or 10 mg/L arsenic as sodium arsenate (arsenic control; diabetes + arsenic) for 40 days in drinking water ad libitum. Arsenate exposure increased serum glucose levels of healthy animals compared to negative controls. However, the exposure to this arsenic compound did not intensify the increased glucose levels of diabetic animals. In the liver, the activity of antioxidant enzymes was suppressed after arsenate exposure in healthy animals compared to negative controls, whereas diabetes and arsenate combination worsened the reduction of glutathione s-transferase enzyme. Consequently, arsenate-exposed animals showed increased malondialdehyde and carbonyl protein levels, being this increase worsened in animals with pre-existent diabetes. Moreover, these same animals had increased alkaline phosphatase serum levels compared to diabetes controls. Arsenate exposure caused an inflammatory process in the liver tissue from healthy rats compared to negative controls. In the same way, exposure to arsenate enhanced the increase of inflammatory infiltrate in diabetic animals, with higher number of mast cells and TNF-α production. In addition, vascular alterations such as congestion, bleeding, and hemosiderin deposition were intensified in diabetes + arsenic animals, whereas glycogen storage was reduced. In reproductive system, we observed that arsenate exposure reduced serum testosterone concentration in healthy animals and worsened the reduction observed in diabetic rats. The sperm numbers in the testis and epididymis, daily sperm production, and sperm transit time were also reduced in healthy animals exposed to arsenate. Moreover, arsenate exposure worsened these parameters in diabetic rats. Sperm motility, integrity of sperm membranes and the number of normal sperm were also reduced in health animals exposed to arsenate. A combination of diabetes and arsenate just intensified the reduction in the number of normal sperm observed in diabetic animals. The proportion of arsenic increased in the testis and epididymis of both groups receiving arsenate. In addition, exposure to arsenate induced an imbalance in antioxidant enzymes activities and mineral content in healthy animals and enhanced these changes in diabetic rats. Morphological changes occurred mainly in animals co-exposed to diabetes and arsenate. Finally, our results showed that exposure to arsenic was able to cause intense morphological and functional damages to the liver and male reproductive system of healthy rats. Importantly, these damages were intensified by arsenate exposure in livers previously injured by diabetes. Moreover, these damages were intensified when diabetic animals were exposed to arsenic. Therefore, more studies are needed to better understand the mechanism of arsenic action in animals with pre-existent metabolic disease and the possible damages caused by this metalloid in fertility and metabolism of the animals.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:localhost:123456789/19125 |
| Date | 08 February 2018 |
| Creators | Souza, Ana Cláudia Ferreira |
| Contributors | Neves, Mariana Machado |
| Publisher | Universidade Federal de Viçosa |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFV, instname:Universidade Federal de Viçosa, instacron:UFV |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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