Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências da Saúde. Programa de Pós-graduação em Farmácia, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2013-12-05T23:50:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2013 / Sugere-se que a exposição ocupacional a agrotóxicos pode levar a uma grande diversidade de alterações bioquímicas que podem ser correlacionadas ao desenvolvimento de doenças neurodegenerativas. Nosso estudo investigou as alterações bioquímicas induzidas pela exposição aguda (in vitro) ou crônica (durante o período gestacional e lactacional) ao herbicida Roundup® sobre fatias de hipocampo de ratos de 15 dias de idade. Para o tratamento in vivo as ratas prenhas receberam 1% de Roundup® (0,36% glifosato) na água de beber desde o 5º dia gestacional até os filhotes completarem 15 dias de vida pós-natal, sendo que os controles receberam apenas água durante o mesmo período. Para o tratamento in vitro, fatias de hipocampo de ratos imaturos foram incubadas por 30 minutos com ou sem 0,01% de Roundup® (0,0036% de glifosato). Agonista e antagonistas de receptores glutamatérgicos do tipo NMDA (NMDA/glicina, AP-5 e MK-801), inibidores das vias de sinalização da CaMKII, ERK/MAPK, PKA e PLC/PKC (KN-93, PD98059, H89, Ro31-8220 e U73122, respectivamente) e bloqueador de canal de cálcio dependente de voltagem do tipo-L (nifedipina) foram utilizados para determinar os mecanismos envolvidos na neurotoxicidade do Roundup® no hipocampo de ratos. Também foram determinados marcadores bioquímicos e de dano oxidativo, assim como a possível indução de excitotoxicidade glutamatérgica, através do estudo das alterações no influxo de 45Ca2+, bem como na captação, liberação e metabolismo do glutamato em fatias de hipocampo. Os resultados obtidos após o tratamento in vivo mostraram que a exposição ao Roundup® durante os períodos pré- e pós-natal aumentou o influxo de 45Ca2+; diminuiu captação de [3H]-glutamato e os níveis de GSH; promoveu acúmulo de 14C-MeAIB; aumentou atividade das enzimas gama glutamil transferase (?-GT) e aspartato aminotransferase (AST), assim como inibiu a atividade da glicose-6-P desidrogenase (G6PD), alanina aminotransferase (ALT) e glutamina sintetase (GS) no hipocampo de ratos imaturos. Além disso, observou-se que o pesticida induziu a ativação/fosforilação da ERK1/2, JNK1/2, Akt e GSK3?. No tratamento in vitro os resultados demonstraram que a exposição ao glifosato-Roundup® aumentou o influxo de 45Ca2+; diminuiu a captação e aumentou a liberação de [3H]-glutamato; diminuiu os níveis de GSH; aumentou a lipoperoxidação; promoveu acúmulo de 14C-MeAIB; inibiu a atividade enzimática da ?-GT, AST/ALT, G6PD e GS no hipocampo de ratos imaturos. Além disso, observou-se que o mecanismo de toxicidade do agrotóxico induz o influxo de Ca2+ via ativação do receptor NMDA para glutamato e abertura dos canais de Ca2+ dependentes de voltagem do tipo L. Além disso, o mecanismo do Roundup® também envolve a modulação das vias de sinalização da CaMKII, ERK/MAPK e PLC/PKC. Em conjunto, nossos resultados sugerem o envolvimento de excitotoxicidade glutamatérgica, estresse oxidativo e de cascatas de sinalização celular nos efeitos do Roundup® sobre o hipocampo de ratos. O entendimento dos alvos celulares e moleculares de ação do Roundup®, assim como das vias de sinalização celular moduladas por este agrotóxico poderão indicar futuros alvos para intervenção preventiva, terapêutica e/ou diagnóstica em prol da saúde dos indivíduos expostos.<br> / Abstract : It has been suggested that occupational exposure to pesticides may lead to biochemical changes which might be related to neurodegenerative conditions. Our study investigated the biochemical changes induced by acute (in vitro) or chronic (during the pre- and post-pregnancy) exposure to Roundup® on hippocampal slices from 15 days old rats. For in vivo treatment, pregnant females received 1% Roundup® (glyphosate 0.36%) in drinking water from gestational day 5 until the day of the experiments, which were carried out by using 15-day old pups. Control groups received only water during the same period. For in vitro treatment, hippocampal slices from immature rats were exposed to 0.01% Roundup® (0.0036% glyphosate) for 30 minutes. Glutamate receptor agonist and antagonists (NMDA/Gly, AP-5, MK-801), inhibitors of CaMKII, ERK/MAPK, PKA e PLC/PKC (KN-93, PD98059, H89, Ro31-8220 e U73122, respectivelly) and L-type voltage-dependent calcium channel blocker (nifedipine) were used in order to investigate the mechanisms underlying Roundup® neurotoxicity in rat hippocampus. The effect of the pesticide on 45Ca2+ influx, enzymatic activities, as well as on the uptake, release and metabolism of glutamate were determined in hippocampal slices in order to investigate the participation of oxidative damage and glutamatergic excitotoxicity in the mechanism of Roundup® neurotoxicity. The results obtained after treatment in vivo showed that exposure to Roundup® during gestational and lactational period increased 45Ca2+ influx; decreased glutamate uptake and GSH levels; promoted 14C-MeAIB accumulation; increased the activity of the enzymes aspartate aminotransferase (AST) and gamma glutamyl transferase (?-GT) and inhibited the activity of glucose-6-P dehydrogenase (G6PD), alanine aminotransferase (ALT) and glutamine synthetase (GS) in immature rat hippocampus. Furthermore, it was observed that the pesticide induced activation/phosphorylation of ERK1/2, JNK1/2, Akt and GSK3ß. On the other hand, the acute (in vitro) exposure do the pesticide increased 45Ca2+ influx; decreased [3H]-glutamate uptake and increased its release; decreased GSH levels; increased lipid peroxidation; promoted 14C-MeAIB accumulation; inhibited the enzymatic activity of ?-GT, AST/ALT, GS and G6PD in immature rat hippocampus. Moreover, it was observed that Roundup® exposure leads to calcium overload through NMDA receptor activation and L-type voltage dependent Ca2+ channels opening. Also, the mechanism of pesticide toxicity involves activation of kinase cascades such as CaMKII, ERK/MAPK and PLC/PKC. Taken together, our results suggested the involvement of glutamatergic excitotoxicity, oxidative stress and the modulation of signaling pathways in mechanism of Roundup®. The knowledge of the molecular and cellular targets of Roundup®, as well as the signaling pathways modulated by this pesticide may indicate future targets for clinical intervention of exposed individuals.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsc.br:123456789/107334 |
| Date | January 2013 |
| Creators | Cattani, Daiane |
| Contributors | Universidade Federal de Santa Catarina, Souza, Ariane Zamoner Pacheco de |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | 126 p.| il., grafs. |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSC, instname:Universidade Federal de Santa Catarina, instacron:UFSC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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