Efecto de los herbicidas atrazina y fenoxaprop-etil en la capacitación y la reacción acrosomal in vitro en espermatozoides de cerdo Public Deposited
La Atrazina es un herbicida de la familia cloro-triazina usada extensamente en la agricultura. En las plantas, su principal modo de acción es la inhibición de la fotosíntesis. La Atrazina es un disruptor endocrino, que puede inducir tumores mamarios pero hay controversia en cuanto a los efectos adversos de la Atrazina en la salud humana. El Fenoxaprop-etil (FE) es un herbicida ácido de la familia ariloxifenoxialcanóico que inhibe la biosíntesis de los ácidos grasos en los meristemos de las plantas y provoca la despolarización del potencial de la membrana. Los estudios de toxicología reproductiva para estos plaguicidas y algunos de sus derivados sólo se han realizado de manera general. En la mayoría de los casos se han realizado estudios de toxicología clásica empleando animales completos. El riesgo genotóxico de agentes químicos y farmacológicos sobre células germinales es evaluado actualmente mediante ensayos in vivo, estos estudios son tardados y costosos, es por eso que se hace énfasis en el desarrollo de estudios in vitro, que además de realizarse en un periodo corto de tiempo, se obtienen resultados más rápidos y sin sacrificios de un gran número de animales. Se eligieron los herbicidas Atrazina y Fenoxaprop-etil, debido a que que se utilizan de manera indiscriminada en México. El objetivo de este estudio fue evaluar los efectos in vitro de ambos herbicidas en la capacitación y reacción acrosomal (RA) en espermatozoides de cerdo. Todas las muestras estudiadas fueron clasificadas como normales. La capacitación se realizó incubando los espermatozoides de cerdo en medio TALP-HEPES. La RA espontánea se analizó después de cuatro horas de incubación (RAE), La RA fue inducida con progesterona durante 30 minutos (RAIP). La concentración letal media (CL50) fue determinada para cada herbicida (FE, 60 M, Atrazina 40 M). Se probaron los efectos de la CL 50, CL 50/2. y CL 50/5. La viabilidad se redujo de una manera dosis dependiente con ambos herbicidas. El FE indujo la capacitación a 60 M e indujo la RAE con todas las concentraciones estudiadas. La progesterona y el FE (30 M y 60 M) significativamente incrementaron la RAIP con respecto a las muestras testigo. Las poblaciones de espermatozoides expuestas a la Atrazina, tuvieron un descenso en la capacitación mientras que la RAE y RAIP se incrementaron significativamente comparadas con el testigo, en todas las concentraciones probadas. bandas de 85, 67, 58, 51, 26 y 18 kDa desaparezcan; las bandas peptídicas que no sufrieron modificaciones por encontrarse tanto en los espermatozoides tratados como en el grupo testigo fueron las de 30, 16 y 13 kDa; mientras que una banda de 48 kDa aparece en los espermatozoides tratados pero no en el grupo testigo (capacitados sin tratamiento). El tratamiento con FE provocó la desaparición de bandas de 85, 54, 51, 41, 26 y 18 kDa; las bandas peptídicas que no sufrieron modificaciones por encontrarse tanto en los espermatozoides tratados como en el grupo testigo fueron las de 73, 58, 34 y 13 kDa; la banda de 37 kDa aparece en los tratados con FE pero no en el grupo testigo, ni en los no capacitados. Las bandas de 94, 44, 17 y 15 kDa, que en el grupo testigo (capacitados) desaparecen, en los tratados se encuentran presentes al igual que en los no capacitados. Estos datos indican que el FE y la Atrazina aceleran el proceso de la capacitación y la reacción acrosomal, posiblemente debido a una desestabilización de la membrana, esto se ve reflejado en cuanto al porcentaje de espermatozoides capacitados y reaccionados, así como en las diferencias entre los patrones electroforéticos respectivos. Esta desestabilización de la membrana afecta el poder fertilizante del espermatozoide.
Atrazine is an herbicide of the chloro-s-triazine family used extensively in agriculture. In plants, its principal mode of action is to inhibit photosynthesis. Atrazine disrupts endocrine signaling, which can result in the development of mammary tumors but adverse effects of atrazine on human health are controversial. Fenoxaprop-ethyl (FE) is an aryloxyphenoxyalcanoic acid herbicide that inhibits the biosynthesis of fatty acids in plant meristems and provokes depolarization of membrane potentials. The studies of reproductive toxicology for these herbicides have been done using the classical toxicological approach with complete animlals. The genotoxic risk of chemical and pharmacological agents on germinal cells is evaluated in vivo; these assays are long and expensive, so it is enphasized in the development of in vitro studies, which are less expensive and faster without sacrifing a big amount of animals. Herbicides Atrazina and Fenoxaprop-ethyl were chosen because they are used extensively in Mexico. The aim of this study was to evaluate the in vitro effects of both herbicides on capacitation and acrosome reaction in boar sperm (AR). All sperm samples studied were classified as normal. Sperm capacitation was done by incubating boar sperm in TALP-HEPES media. Spontanous AR was analyzed after four hours of incubation (RAE), AR was induced with progesterone for 30 min (RAIP). The median lethal concentration (LC50) was determined for each herbicide (FE, 60 µM; atrazine, 40 µM). Effects of LC50, LC50/2 and LC50/5 were tested. Viability was reduced in a dose-dependant manner by both herbicides; FE induced capacitation at 60 µM, and induced RAE at all the concentrations studied. Progesterone and FE (30 µM and 60 µM) significantly increased RAIP with respect to control samples. In sperm populations exposed to atrazine, capacitation was decreased while RAE and RAIP increased significantly compared to controls at all concentrations tested. SDS-PAGE showed that Atrazine treatment provokes that the 85, 67, 58, 51, 26 y 18 kDa band lost; there were peptidic bands that did not suffer any modifications founding them in sperm treated as in controls (30, 16 y 13 kDa); the 48 kDa band appeared in treated sperm but not in the controls, sperm capacitated without treatment. FE treatment provoke the lost of 85, 54, 51, 41, 26 y 18 kDa bands, the 73, 58, 34 y 13 kD band did not sowed any change but the 94, 44, 17 y 15 proteins bands, that are lost in the control group, in the treated group are current there. The results indicates that atrazine and FE accelerate the capacitation process and the acrosomal reaction due, probably, to a cell membrane destabilization; this is reflected in both, the percentage if capacitated and reacted sperm as well as in the electrophoretic patterns. This destabilization of the plasma membrane affects the fertilizing power of the spermatozoa.
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