Mecanismos de toxicidade do inseticida imidacloprido no fígado de rato

• Main Author: Bizerra, Paulo Francisco Veiga
• Other Authors: Universidade Estadual Paulista (UNESP)
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Estadual Paulista (UNESP) 2018
• Subjects: bioenergética; biotransformação; inseticida; metabolismo; toxicidade; bioenergetics; biotransformation; insecticide; metabolism; toxicity
• Online Access: http://hdl.handle.net/11449/153014

Submitted by PAULO FRANCISCO VEIGA BIZERRA null ([e-mail]) on 2018-03-10T16:15:00Z No. of bitstreams: 1 003-2018-Paulo Francisco Veiga Bizerra2.pdf: 2018178 bytes, checksum: a64e6835d0947709c560109bd815c3e7 (MD5) === Approved for entry into archive by Fabio Sampaio Rosas null ([e-mail]) on 2018-03-14T11:58:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 bizerra_pfv_me_dra.pdf: 2018178 bytes, checksum: a64e6835d0947709c560109bd815c3e7 (MD5) === Made available in DSpace on 2018-03-14T11:58:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 bizerra_pfv_me_dra.pdf: 2018178 bytes, checksum: a64e6835d0947709c560109bd815c3e7 (MD5) Previous issue date: 2018-02-16 === Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) === Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) === O imidacloprido (IMD) é um inseticida neonicotinóide largamente utilizado em diversas culturas agrícolas e em animais para o controle de pragas. O IMD é rapidamente absorvido pelo trato gastrointestinal e por contato, sendo rápida e uniformemente distribuído nos órgãos e tecidos. Dados da literatura mostram que as concentrações mais elevadas foram observadas nos órgãos de eliminação: fígado e rins. O fígado é o principal órgão envolvido na biotransformação de substâncias exógenas (xenobióticos), convertendo compostos hidrofóbicos em hidrossolúveis, mais facilmente eliminados pelo organismo. Vários estudos vêm sendo conduzidos sobre os efeitos tóxicos do IMD em animais, causando danos ao fígado. Nesse sentido, o objetivo desse estudo foi avaliar os mecanismos envolvidos na toxicidade do IMD sobre a bioenergética de mitocôndrias e hepatócitos isolados de rato e ações do IMD sobre o metabolismo de carboidratos e proteínas em fígado de rato em perfusão. Em mitocôndrias isoladas, o IMD promoveu uma diminuição dose-dependente no estado 3 da respiração e na produção de ATP, sem afetar o potencial de membrana mitocondrial. Experimentos subsequentes medindo o consumo de oxigênio mostraram que o IMD não afeta a cadeia respiratória e que seu efeito é semelhante ao da oligomicina (inibidora da FoF1-ATP sintase) e/ou ao do atractilosídeo (inibidor do translocador de nucleotídeos de adenina, ANT). IMD inibiu a atividade da FoF1-ATP sintase em mitocôndrias rompidas e inibiu parcialmente a despolarização do potencial de membrana induzida pelo ADP. Esses resultados indicam que o IMD afeta a bioenergética mitocondrial por meio da inibição da FoF1-ATP sintase. Em Experimentos com hepatócitos isolados de rato os resultados da respiração foram semelhantes aos encontrados nas mitocôndrias isoladas, porém o IMD afetou a produção intracelular de ATP e induziu a morte celular somente nos hepatócitos isolados de ratos previamente tratados com dexametasona, um ativador do citocromo P450. No fígado de rato em perfusão o IMD também inibiu a produção de glicose por meio da gliconeogênese. Esses resultados sugerem que a toxicidade do IMD pode estar associada a alterações no metabolismo energético celular sendo a enzima FoF1-ATP sintase o principal alvo da ação tóxica deste inseticida, e que os metabólitos formados na biotransformação do IMD podem ser mais tóxicos do que o próprio IMD. === Imidacloprid (IMD) is a neonicotinoid insecticide widely used in various crops and animals for pest control. IMD is rapidly absorbed by the gastrointestinal tract, being rapidly and evenly distributed in the organs and tissues. The highest concentrations were observed in the elimination organs: liver and kidneys. The liver is the main organ involved in the biotransformation of exogenous substances (xenobiotics), with the capacity to convert hydrophobic compounds into water soluble metabolites, which are more easily eliminated by the organism. Studies have been conducted on the toxic effects of IMD on animals, causing damage to the liver. In this sense, the objective of this study was to evaluate the mechanisms involved in the toxicity of IMD on the bioenergetics of mitochondria and isolated hepatocytes of rats and its actions on the metabolism of carbohydrates and proteins in liver of rats in perfusion. In isolated mitochondria, IMD promoted a dose-dependent decrease in the state 3 of mitochondrial respiration and ATP levels, without affecting mitochondrial membrane potential. Subsequent experiments measuring oxygen consumption have shown that IMD does not affect the electron transport chain and that its effect is similar to that of oligomycin (FoF1-ATP synthase inhibitor) and/or atracytoside (ANT adenine nucleotide translocator inhibitor). In the perfusion rat liver IMD inhibited the activity of FoF1-ATP synthase in freeze/thaw-disrupted mitochondria and partially inhibited the depolarization of the membrane potential induced by ADP. These results indicate that IMD affects in mitochondrial bioenergetics by inhibiting FoF1-ATP synthase. In experiments with isolated hepatocytes respiration results were similar to those found in isolated mitochondria, but IMD affected the intracellular production of ATP and induced cell death only in hepatocytes isolated from rats previously treated with dexamethasone, a cytochrome P450 activator. IMD also inhibited the production of glucose by gluconeogenesis. These results suggest that IMD toxicity may be associated with changes in cellular energy metabolism with the enzyme FoF1-ATP synthase being the main target of the toxic action of this insecticide, and that the metabolites formed in the biotransformation of the IMD may be more toxic than the IMD itself. === FAPESP: 2015/19549-8