Exposição materna ao herbicida a base de glifosato e sua relação com a microbiota, histomorfologia intestinal e estado redox no duodeno e cólon da prole

Abstract

O uso intensivo de agrotóxicos tem levado à contaminação dos alimentos e da água. Dentre esses, os herbicidas a base de glifosato (HBG) são os mais utilizados no Brasil e no mundo. No presente estudo, investigou-se as mudanças na microbiota intestinal, bem como alterações bioquímicas e histomorfológicas no duodeno e cólon final de ratos imaturos após exposição materna ao HBG. Para tanto, ratas fêmeas prenhas (linhagem Wistar) foram expostas a 1% da formulação comercial Roundup® (equivalente a 0,36% de glifosato) na água de beber a partir do 5º dia gestacional e o tratamento prosseguiu até os filhotes completarem 15 dias de idade. O grupo controle recebeu água durante o mesmo período. Os resultados mostraram aumento no conteúdo de espécies reativas de oxigênio (ERO) e de peroxidação lipídica tanto em duodeno como em cólon dos filhotes expostos ao HBG durante a gestação e lactação. Em homogeneizado de duodeno e porção final cólon observou-se alterações na atividade de enzimas do sistema de defesas antioxidantes, compatível com desequilíbrio no estado redox desses tecidos. Além disso, observou-se aumento no conteúdo de TNF-a na porção final do cólon dos animais expostos, sugerindo a implicação de processo inflamatório na toxicidade do herbicida. Ademais, a microbiota intestinal destes animais foi significativamente alterada, com aumento no conteúdo relativo de Firmicutes e Bacteroidetes fragilis, além do conteúdo fecal apresentar-se acidificado. Imagens de microscopia eletrônica de transmissão e varredura indicaram alterações ultraestruturais em mitocôndrias, diminuição na produção de muco, maior espaçamento de vilosidades e, consequente translocação bacteriana em preparações intestinais de animais expostos. Poucos são os estudos avaliando efeitos do HBG no intestino; no entanto, os resultados corroboram dados já descritos na literatura cientifica quanto ao HBG induzir estresse oxidativo e inflamação em outros tecidos. Os resultados de alteração na microbiota corroboram os estudos publicados recentemente com outros modelos experimentais de exposição ao HBG, sendo o presente estudo o primeiro a demostrar as alterações ultraestruturais no intestino ocasionadas pela exposição indireta ao HBG, assim como a consequente translocação bacteriana. Os resultados reforçam a necessidade de investigar os efeitos induzidos pela exposição ao HBG e seus impactos fisiopatológicos.

Abstract: The intensive use of pesticides has led to the contamination of food and water. Glyphosate-based herbicides (HBG) are the widely used herbicide in Brazil and worldwide. In the present study, we investigated the changes in the intestinal microbiota as well as biochemical and histomorphological changes in the duodenum and final colon of immature rats after maternal exposure to HBG. For this, pregnant female rats (Wistar line) were exposed to 1% of Roundup® formulation (equivalent to 0.36% glyphosate) in drinking water from the 5th gestational day and treatment continued until the pups completed 15 days-old. The control group received only water during the same period. The results showed an increase in the content of reactive oxygen species (ROS) and lipid peroxidation in both duodenum and colon of HBG exposed pups. In the homogenates of duodenum and colon, we observed changes in the enzymatic activity of the antioxidant defense system, compatible with redox imbalance in these tissues. In addition, an increase in the TNF-a levels was observed in the colon of the exposed animals, suggesting the implication of an inflammatory process in the toxicity of the herbicide. In addition, the intestinal microbiota of these animals was significantly altered, with increase in the relative content of Firmicutes and Bacteroidetes fragilis. In addition, the fecal content has being acidified. Transmission and scanning electron microscopy images indicated ultrastructural changes in mitochondria, decreased mucus production, increased villus spacing, and consequent bacterial translocation in intestinal preparations of exposed animals. There are few studies evaluating the effects of HBG in the gut. However, the results corroborate data already described in the scientific literature regarding HBG to induce oxidative stress and inflammation in other tissues. The results of alteration in the microbiota are in agreement with recently published studies with other experimental models of HBG exposure. However, the present study is the first one demonstrating ultrastructural changes in the intestine caused by the indirect exposure to HBG, as well as the consequent bacterial translocation. The results reinforce the need to investigate the effects induced by exposure to HBG and its pathophysiological impacts.