Efeito do herbicida glifosato sobre as células somáticas e germinativas de testículo de peixe Danio rerio (Hamilton, 1822)

Abstract

O glifosato é um herbicida utilizado para inibir o crescimento de plantas daninhas. Este herbicida é solúvel em água e, quando aplicado em sistemas terrestres, infiltra no solo atingindo os ecossistemas aquáticos e consequentemente, afetando organismos não-alvo. O objetivo deste estudo foi caracterizar os efeitos de 65 µg/L glifosato sobre a organização estrutural e ultraestrutural das células somáticas e germinativas durante a espermatogênese de Danio rerio. A concentração de glifosato utilizada corresponde ao limite máximo estabelecido pelo CONAMA para águas de abastecimento par consumo humano. Os resultados mostram aumento significativo de micronúcleos, além de aumento significativo no índice gonadossomático (IGS) nos machos expostos por 360 h. A análise estrutural permitiu o reconhecimento em todos grupos de três estágios de cistos germinativos organizados próximos a parede dos testículos, que correspondem aqueles compostos por: (i) espermatogônias, (ii) espermatócitos, (iii) espermátides (iniciais e tardias); além da presença de espermatozoides no lúmen do túbulo seminífero. Na análise ultraestrutural observou-se alterações nas células de Sertoli, com perda da densidade do citoplasma e das organelas, bem como o aparecimento de estruturas com aspecto vesicular. Além dessas, foram observadas alterações das interações entre células de Sertoli e células germinativas e perda das pontes citoplasmáticas entre as células germinativas. Na análise de expressão da proteína envolvida no estresse celular foi observado no grupo exposto por 144 h, aumento significativo de HSP70 induzível, a qual não foi mais observado em 360 h. Na quantificação de FASL, envolvida na indução à apoptose, observou-se aumento significativo nos machos expostos por 360 h. Embora neste estudo, tenha sido reconhecido uma aumento de FASL, não foram observadas modificações na expressão nenhuma das proteínas de ativação à apoptose investigadas (BCL2, BAK e caspase 3). Os efeitos adversos do glifosato sobre os testículos, principalmente sobre células de Sertoli, são um importante indicativo sobre as consequências na reprodução de peixes, que podem abranger desde o nível celular, sistêmico e populacional. Por fim, este estudo demonstrou a importância de se investigar a toxicidade do glifosato sobre a reprodução masculina, utilizando testículos de peixe como modelo experimental.<br>

Abstract : Glyphosate is herbicide used to inhibit the growth of weeds. This herbicide is soluble in water, and when applied in terrestrial systems, glyphosate infiltrates into the soil, reaching aquatic ecosystems and consequently affecting nontarget organisms. The aim of this study was to characterize the effect of 65 µg/L glyphosate on the structural and ultrastructural organization of somatic and germ cells during Danio rerio spermatogenesis. Glyphosate concentration used corresponds to the maximum level stated by CONAMA for waters for human consumption. Our results showed significant increase of the micronuclei, as well as, significant increase in GSI on males exposed to glyphosate for 360 h. Structural analysis allowed the recognition in all groups of three germ cysts stages, organized near to the testes wall, that correspond to those that contains: (i) spermatogonia, (ii) spermatocytes (iii) spermatids (early and late), and the presence of sperm in the lumen of the seminiferous tubule. On the ultrastructural analysis, alterations were observed in Sertoli cells, with density loss of the cytoplasm and organelles, as well as, the appearence of structures with vesicular aspect. Moreover, alterations on interactions between Sertoli and germ cells and loss of cytoplasmic bridges between the germ cells. On the analysis of protein expression involved in cell stress, was observed after 144 h a significant increase in the inducible HSP70 protein, which is no observed at 360 h. In the quantification of FASL, involved in apoptosis induction, there was a significant increase in males exposed for 360 h. Although in this study has been recognized a FASL increasing, there was no observed modifications on expression of the investigated proteins that activate apoptosis (BCL2, BAK and Caspase 3). The adverse effects of glyphosate on the testicles, mainly on Sertoli cells, are an important indicative of the consequences on fish reproduction, which may include from the cellular, systemic and population levels. Finally, this study demonstrated the importance of investigating the glyphosate toxicity on male reproduction, using fish testicles as experimental model.