Efectos de metales pesados sobre la síntesis y secreción hormonal en el cangrejo de estuario Chasmagnathus granulatus, DANA 1851 (Decapoda, Varunidae)

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En este trabajo se evaluó en el cangrejo de estuario Chasmagnathus granulatus el posible efecto de losmetales pesados cadmio y cobre, a concentraciones subletales, sobre el control hormonal de la glucemia y dela reproducción. La exposición crónica de cangrejos intactos a ambos metales, provocó un se...

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Detalles Bibliográficos
Autor principal: Medesani, Daniel Alberto
Formato: Tesis Doctoral
Lenguaje:Español
Publicado: 2004
Materias:
CADMIO
COBRE
DISRUPTORES ENDOCRINOS
HORMONAS
GLUCEMIA
CHH
REPRODUCCION
GIH
CANGREJOS
CADMIUM
COPPER
ENDOCRINE DISRUPTERS
HORMONES
GLYCEMIA
REPRODUCTION
CRABS
Acceso en línea:https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n3703_Medesani
Aporte de:
Biblioteca Digital - Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (UBA) de Universidad de Buenos Aires
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description En este trabajo se evaluó en el cangrejo de estuario Chasmagnathus granulatus el posible efecto de losmetales pesados cadmio y cobre, a concentraciones subletales, sobre el control hormonal de la glucemia y dela reproducción. La exposición crónica de cangrejos intactos a ambos metales, provocó un severo y significativodescenso de la glucemia. Se observó una tipica relación dosis-respuesta al exponer estos animales adiferentes concentraciones de cadmio y cobre, con una mayor sensibilidad a este último metal. El bajo nivelde glucosa detectado en los animales intactos expuestos, fue similar al registrado en animales ablacionadosde sus pedúnculos oculares, lo cuál está indicando un posible efecto inhibitorio de ambos metales sobre lasecreción y/o sintesis de la hormona hiperglucemiante, CHH, que se produce y secreta en tales pedúnculos. La ausencia de diferencias entre los animales ablacionados controles (sin metal) y ablacionados expuestos acada metal, está indicando por otra parte que no existe un efecto directo de los tóxicos sobre el nivel basal deglucosa (no regulado por CHH peduncular). Cuando el extracto de pedúnculo ocular de cangrejospreviamente expuestos a cadmio o cobre se inyectó en animales intactos, provocó un incrementosignificativo de la glucemia similar al que provocó la inyección de extractos de animales controles,indicando que no existe un efecto de los tóxicos sobre el contenido de CHH en los pedúnculos oculares, loque sugiere a su vez que la síntesis hormonal no se veria afectada. Por otra parte, la inyección de CHHpurificada de Cancer pagurus, sobre animales intactos expuestos crónicamente a los tóxicos, provocó lareversión del efecto hipoglucémico causado por los metales. Los animales expuestos a cadmio alcanzaron unnivel de glucemia elevado y similar al registrado en cangrejos inyectados con CHH pero no expuestos,demostrando que éste metal no interfiere con la interacción hormona-receptor y/o la transducción de la señalhormonal en los tejidos blanco. Los animales expuestos a cobre incrementaron también la glucemia peroalcanzando un nivel similar al medido en cangrejos no expuestos inyectados con solución salina, lo cuálindica que el cobre afectaría en alguna medida la interacción hormona-receptor, y/o algún paso en latransducción de la señal hormonal máxima. En consecuencia, los resultados obtenidos en esta primera partede la Tesis apoyan la Hipótesis de que la hipoglucemia observada en animales intactos por exposición a losmetales estudiados, se debe a una inhibición que esos metales ejercen sobre la secreción de CHH por partedel centro neuroendocrino ubicado en los pedúnculos oculares, sumado, para el caso de cobre en particular, auna interferencia con los efectos hormonales a nivel de órganos blanco. Con respecto a los ensayos sobre el control de la reproducción, se realizaron ensayos in vivo (14 días) ein vitro (24 horas), con hembras adultas de C. granulatus. En los ensayos in vivo, no se observaron cambiossignificativos en el indice gonadosomático (IG) de hembras intactas de sus pedúnculos oculares expuestas acadmio o cobre, mientras que ambos metales provocaron un descenso significativo en el IG de los cangrejosablacionados. En función de estos resultados, pusimos a prueba la Hipótesis de que esos metales esténinterfiriendo con la via estimuladora extrapeduncular del crecimiento gonadal. Para esto, se realizaronensayos in vitro coincubando ovario con ganglio torácico, fuente de la hormona estimuladora gonadal; comoresultado, no se detectaron diferencias entre los grupos control y expuestos a los metales pesados. Sinembargo, cuando el ovario fue incubado con metil farnesoato o l7-hidroxiprogesterona, ambas hormonasestimuladoras del crecimiento gonadal, la incorporación de leucina tritiada fue significativamente menor enlos grupos expuestos, corroborando la Hipótesis planteada en términos de una interferencia de cadmio ycobre con los mecanismos de transducción de tales hormonas estimulatorias a nivel gonadal. Por otro lado,ovarios coincubados con tejido peduncular y expuestos a ambos metales pesados, mostraron unaincorporación de leucina tritiada significativamente mayor que en los controles (ovario y pedúnculos, perosin metales en el medio de incubación), sugiriendo un efecto inhibitorio de los tóxicos ensayados sobre lasecreción de la hormona inhibidora gonadal (GIH) desde los pedúnculos oculares. La interferencia de cadmioy cobre con los mecanismos de transducción de GIH a nivel ovárico fue descartada como hipótesisalternativa, ya que el agregado de extracto de pedúnculo ocular al medio de incubación fue capaz de revertirpor completo el efecto causado por cada tóxico. Por último, el conjunto de resultados obtenidos in vitro conambos metales, i.e., interferencia con el efecto de hormonas estimulantes (metil famesoato y l7-hidroxiprogesterona)e inhibición de la secreción de la hormona inhibibora GIH, permiten explicar el similarcrecimiento gonadal observado en animales intactos, entre controles y expuestos a los metales.
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El bajo nivelde glucosa detectado en los animales intactos expuestos, fue similar al registrado en animales ablacionadosde sus pedúnculos oculares, lo cuál está indicando un posible efecto inhibitorio de ambos metales sobre lasecreción y/o sintesis de la hormona hiperglucemiante, CHH, que se produce y secreta en tales pedúnculos. La ausencia de diferencias entre los animales ablacionados controles (sin metal) y ablacionados expuestos acada metal, está indicando por otra parte que no existe un efecto directo de los tóxicos sobre el nivel basal deglucosa (no regulado por CHH peduncular). Cuando el extracto de pedúnculo ocular de cangrejospreviamente expuestos a cadmio o cobre se inyectó en animales intactos, provocó un incrementosignificativo de la glucemia similar al que provocó la inyección de extractos de animales controles,indicando que no existe un efecto de los tóxicos sobre el contenido de CHH en los pedúnculos oculares, loque sugiere a su vez que la síntesis hormonal no se veria afectada. Por otra parte, la inyección de CHHpurificada de Cancer pagurus, sobre animales intactos expuestos crónicamente a los tóxicos, provocó lareversión del efecto hipoglucémico causado por los metales. Los animales expuestos a cadmio alcanzaron unnivel de glucemia elevado y similar al registrado en cangrejos inyectados con CHH pero no expuestos,demostrando que éste metal no interfiere con la interacción hormona-receptor y/o la transducción de la señalhormonal en los tejidos blanco. Los animales expuestos a cobre incrementaron también la glucemia peroalcanzando un nivel similar al medido en cangrejos no expuestos inyectados con solución salina, lo cuálindica que el cobre afectaría en alguna medida la interacción hormona-receptor, y/o algún paso en latransducción de la señal hormonal máxima. En consecuencia, los resultados obtenidos en esta primera partede la Tesis apoyan la Hipótesis de que la hipoglucemia observada en animales intactos por exposición a losmetales estudiados, se debe a una inhibición que esos metales ejercen sobre la secreción de CHH por partedel centro neuroendocrino ubicado en los pedúnculos oculares, sumado, para el caso de cobre en particular, auna interferencia con los efectos hormonales a nivel de órganos blanco. Con respecto a los ensayos sobre el control de la reproducción, se realizaron ensayos in vivo (14 días) ein vitro (24 horas), con hembras adultas de C. granulatus. En los ensayos in vivo, no se observaron cambiossignificativos en el indice gonadosomático (IG) de hembras intactas de sus pedúnculos oculares expuestas acadmio o cobre, mientras que ambos metales provocaron un descenso significativo en el IG de los cangrejosablacionados. En función de estos resultados, pusimos a prueba la Hipótesis de que esos metales esténinterfiriendo con la via estimuladora extrapeduncular del crecimiento gonadal. Para esto, se realizaronensayos in vitro coincubando ovario con ganglio torácico, fuente de la hormona estimuladora gonadal; comoresultado, no se detectaron diferencias entre los grupos control y expuestos a los metales pesados. Sinembargo, cuando el ovario fue incubado con metil farnesoato o l7-hidroxiprogesterona, ambas hormonasestimuladoras del crecimiento gonadal, la incorporación de leucina tritiada fue significativamente menor enlos grupos expuestos, corroborando la Hipótesis planteada en términos de una interferencia de cadmio ycobre con los mecanismos de transducción de tales hormonas estimulatorias a nivel gonadal. Por otro lado,ovarios coincubados con tejido peduncular y expuestos a ambos metales pesados, mostraron unaincorporación de leucina tritiada significativamente mayor que en los controles (ovario y pedúnculos, perosin metales en el medio de incubación), sugiriendo un efecto inhibitorio de los tóxicos ensayados sobre lasecreción de la hormona inhibidora gonadal (GIH) desde los pedúnculos oculares. La interferencia de cadmioy cobre con los mecanismos de transducción de GIH a nivel ovárico fue descartada como hipótesisalternativa, ya que el agregado de extracto de pedúnculo ocular al medio de incubación fue capaz de revertirpor completo el efecto causado por cada tóxico. Por último, el conjunto de resultados obtenidos in vitro conambos metales, i.e., interferencia con el efecto de hormonas estimulantes (metil famesoato y l7-hidroxiprogesterona)e inhibición de la secreción de la hormona inhibibora GIH, permiten explicar el similarcrecimiento gonadal observado en animales intactos, entre controles y expuestos a los metales. The present study was aimed at studying the effect of chronic exposure to cadmium and cooper onhormonal control of CHH-mediated glycemia and of reproduction in the estuarine crab Chasmagnathusgranulatus. For both heavy metals assayed, the exposed male intact crabs showed a significant (p<0.05) decrease ofglycemia, as compared to the intact crabs in clean water. The clear hypoglycemia produced by both cadmiumand copper was in fact verified in intact crabs exposed to a wider concentration range. A typical dose-responserelationship was observed for both heavy metals; crabs showed a higher sensitivity to copper thanto cadmium, according to the concentrations that produced a significant drop of glycemia, with respect to thecontrol. This response was consistent with the lower acute LC50 value for copper than for cadmium,although the difference in the chronic toxicity on glycemia between both heavy metals (a factor of ╧ 2) wasnot as high as the difference in lethal acute toxicity (a factor of 5). A slow glucose level in exposed intactcrabs is similar to that of the control and heavy metals-exposed eyestalkless crabs. Since no differences (p>0.05) were detected in any case between control and heavy metals-exposed eyestalkless crabs, no directeffect of the assayed pollutants on basal glycemia levels (not regulated by CHH) seems to have occurred. The very significant differences (p<0.01) detected between the group injected with saline solution and thegroup injected with eyestalk extract from crabs in clean water, clearly show the high hyperglycemic effectsof the CHH normally present in the sinus glands of the control animals. The group injected with eyestalkextract from crabs previously exposed to cadmium or copper showed the same level of glycemia as that ofthe respective groups, indicating that no apparent effect of either cadmium or copper in the content of CHHin the eyestalks seems to have occurred. Although, the hypoglycemia produced by both metals was probablydue to inhibition of CHH secretion, any consequent accumulation of this hormone in the sinus gland was notapparent, perhaps there was a compensatory decreased rate of CHH synthesis in the exposed crabs. Theregulatory mechanisms of CHH turnover in the neurons that synthesize CHH could also be maintaining asteady state of CHH availability, i.e., reducing synthesis when secretion of the hormone decreases; however,the possibility of some interaction of cadmium or copper with CHH receptors in several tissues should not bediscarded for explaining the hypoglycemic responses. We analyzed the effect of different inyected dosis of purified CHH of Cancer pagurus, onto heavymetals-exposed intact crabs. The inyection produce a reversion in the hypoglycemic effect generated when itwas previously exposed to the heavy metals. This effect was dosis independent. In the cadmium-exposedcrabs, a similar glucose level to that of the control crabs also injected with CHH was attained, demonstratingthat this heavy metal is not interfering with hormonal reception and/or transduction in the target tissues. lnthe case of the copper-exposed crabs, the increase of glycemia after CHH injection was less than in thecontrol crabs injected with CHH, suggesting that some interference with hormonal transduction or with theenzymes involved in glucose mobilization could have occurred to some extent. The effects of cadmium and copper on the hormonal control of ovarian growth were evaluated on thesame specie, by means of both in vivo (14 days exposure) and in vitro (24 h) assays. No significant (p>0.05)change of the gonadosomatic index was observed in the in vivo assays with intact females exposed to HM,while eyestalk-ablated exposed females showed significantly (p<0.05) lower GSI values than their respectivecontrols. This latter result led us to consider the possibility that the HM interfered with extra-eyestalkhormones. ln this sense, no differences were noted between control and HM exposed groups after coincubatingovary with thoracic ganglion (the source of the gonad stimulating hormone). However, whenovary was incubated with methyl famesoate or l7-hydroxyprogesterone, ³H-leucine incorporation wassignificantly lower in the HM-exposed groups than in the controls, indicating a possible interference ofcadmium and copper with the transduction pathway of those hormones. On the other hand, ovaries coincubatedin vitro with eyestalk tissue (ET) and exposed to either HM, showed significantly higher ³H-leucineincorporation than did the controls, suggesting an inhibitory effect of the HM on the secretion of thegonad inhibiting hormone (GIH) from the ET. Interference by copper and cadmium with the transductionmechanisms of GIH at the ovarian level does not appear to be a viable hypothesis, because the addition ofeyestalk extracts to the incubation medium reversed the effect caused by each HM. Fil: Medesani, Daniel Alberto. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. 2004 Tesis Doctoral PDF Español info:eu-repo/semantics/openAccess https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n3703_Medesani

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