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Authors
Abstract(s)
Endocrine-disrupting chemicals (EDCs) are manufactured or natural compounds
that are capable of interfering with normal endocrine function and, consequently, with
the body homeostasis. The EDC methoxychlor (MXC) is an organochloride pesticide and
a xenoestrogen with moderate persistence in the environment, capable of adversely
affecting spermatogenesis, deregulating the development of germ cells, and interfering
with sperm function. However, a knowledge gap exists regarding the impact of MXC on
other testicular cell types, namely, Sertoli cells (SCs), the somatic testicular cells within
the seminiferous tubules. SCs physically and metabolically sustain germ cell survival,
and any dysregulation induced by EDC action affects the spermatogenic output. The
present dissertation investigated the effect of the EDC MXC on the survival and glycolytic
metabolism of SCs, as well as their fatty acid uptake. For this purpose, primary SCs were
isolated from 4-month-old rats and maintained in culture for 48 h in the presence (25
and 100 µM) or in the absence (control) of MXC. SCs’ survival and apoptotic rate were
evaluated by trypan blue exclusion and spectrophotometrically, respectively. Glucose
and fatty acid consumption, lactate production, and the expression of key regulators of
the glycolytic pathway were measured by spectrophotometric assays and Western blot
analyses. The results obtained demonstrated that both 25 and 100 µM MXC decreased
the viability of SCs, accompanied by increased caspase-3-like activity, in a concentrationdependent manner. Enhanced glucose consumption and lactate production were also
observed upon MXC exposure (25 and 100 µM). Given these results, we focused our
metabolic intervenients analysis on the lowest MXC concentration. These observations
were underpinned by the augmented expression levels of glucose transporter 3, and
phosphofructokinase 1, and expression levels and activity of lactate dehydrogenase. In
addition, 25 µM MXC increased fatty acid consumption by SCs.
These findings demonstrated that MXC has an impact on the metabolic
characteristics of SCs, which is a novel perspective on the effects of EDCs leading to male
infertility. Further studies should be performed to identify other dysregulated molecules
or susceptible metabolic pathways, which could help develop therapeutical and/or
preventive strategies for male infertility.
Desreguladores endócrinos químicos (EDCs) são compostos naturais ou sintéticos capazes de interferir na função endócrina normal e, consequentemente, na homeostase corporal. O EDC metoxicloro (MXC) é um pesticida organoclorado e um xenoestrogénio com persistência moderada no meio ambiente, capaz de afetar adversamente a espermatogénesse, desregulando o desenvolvimento das células germinativas e interferindo na função dos espermatozoides. No entanto, existe uma lacuna no conhecimento relativamente ao impacto do MXC noutros tipos de células testiculares, nomeadamente, nas células de Sertoli (SCs), as células somáticas presentes nos túbulos seminíferos. As SCs sustentam física e metabolicamente as células germinativas, garantindo a sua sobrevivência, e qualquer desregulação induzida pela ação dos EDCs nestas células pode afetar a espermatogénese. A presente dissertação investigou o efeito do EDC MXC na sobrevivência e no metabolismo glicolítico das SCs, assim como na utilização de ácidos gordos pelas mesmas. Para esse fim, SCs primárias foram isoladas de ratos de 4 meses e mantidas em cultura durante 48 horas na presença (25 e 100 µM) ou na ausência (controlo) de MXC. A sobrevivência e a taxa apoptótica das SCs foram avaliadas pelo método da exclusão por azul de tripano e espectrofotometricamente, respetivamente. O consumo de glicose e ácidos gordos, a produção de lactato e a expressão de reguladores-chave da via glicolítica foram avaliados por ensaios espectrofotométricos e análises de Western blot. Os resultados obtidos demonstraram que ambas as concentrações de MXC (25 µM and 100 µM) diminuíram a viabilidade das SCs, alteração que foi acompanhada pelo aumento da atividade da caspase-3, de uma forma dependente da concentração. O aumento no consumo de glicose e na produção de lactato foi também observado após exposição a ambas as concentrações. Perante estes resultados, direcionámos a nossa análise dos intervenientes metabólicos para a concentração mais baixa de MXC. As observações anteriores foram corroboradas por níveis aumentados de expressão do transportador de glicose 3 e da enzima fosfofrutoquinase-1, assim como da expressão e atividade da lactato desidrogenase. Para além disso, o tratamento com 25 µM de MXC aumentou o consumo de ácidos gordos pelas SCs. Estes resultados demonstraram que o MXC tem um impacto nas características metabólicas das SCs, o que é uma nova perspetiva sobre os efeitos dos EDCs que levam a infertilidade masculina. Estudos complementares deverão ser realizados para identificar possíveis alterações noutras moléculas ou vias metabólicas suscetíveis, podendo ajudar no desenvolvimento de estratégias terapêuticas e/ou preventivas para a infertilidade masculina.
Desreguladores endócrinos químicos (EDCs) são compostos naturais ou sintéticos capazes de interferir na função endócrina normal e, consequentemente, na homeostase corporal. O EDC metoxicloro (MXC) é um pesticida organoclorado e um xenoestrogénio com persistência moderada no meio ambiente, capaz de afetar adversamente a espermatogénesse, desregulando o desenvolvimento das células germinativas e interferindo na função dos espermatozoides. No entanto, existe uma lacuna no conhecimento relativamente ao impacto do MXC noutros tipos de células testiculares, nomeadamente, nas células de Sertoli (SCs), as células somáticas presentes nos túbulos seminíferos. As SCs sustentam física e metabolicamente as células germinativas, garantindo a sua sobrevivência, e qualquer desregulação induzida pela ação dos EDCs nestas células pode afetar a espermatogénese. A presente dissertação investigou o efeito do EDC MXC na sobrevivência e no metabolismo glicolítico das SCs, assim como na utilização de ácidos gordos pelas mesmas. Para esse fim, SCs primárias foram isoladas de ratos de 4 meses e mantidas em cultura durante 48 horas na presença (25 e 100 µM) ou na ausência (controlo) de MXC. A sobrevivência e a taxa apoptótica das SCs foram avaliadas pelo método da exclusão por azul de tripano e espectrofotometricamente, respetivamente. O consumo de glicose e ácidos gordos, a produção de lactato e a expressão de reguladores-chave da via glicolítica foram avaliados por ensaios espectrofotométricos e análises de Western blot. Os resultados obtidos demonstraram que ambas as concentrações de MXC (25 µM and 100 µM) diminuíram a viabilidade das SCs, alteração que foi acompanhada pelo aumento da atividade da caspase-3, de uma forma dependente da concentração. O aumento no consumo de glicose e na produção de lactato foi também observado após exposição a ambas as concentrações. Perante estes resultados, direcionámos a nossa análise dos intervenientes metabólicos para a concentração mais baixa de MXC. As observações anteriores foram corroboradas por níveis aumentados de expressão do transportador de glicose 3 e da enzima fosfofrutoquinase-1, assim como da expressão e atividade da lactato desidrogenase. Para além disso, o tratamento com 25 µM de MXC aumentou o consumo de ácidos gordos pelas SCs. Estes resultados demonstraram que o MXC tem um impacto nas características metabólicas das SCs, o que é uma nova perspetiva sobre os efeitos dos EDCs que levam a infertilidade masculina. Estudos complementares deverão ser realizados para identificar possíveis alterações noutras moléculas ou vias metabólicas suscetíveis, podendo ajudar no desenvolvimento de estratégias terapêuticas e/ou preventivas para a infertilidade masculina.
Description
Keywords
(in)Fertilidade Masculina Ácidos Gordos Apoptose Células de Sertoli Metabolismo
Glicolítico Metoxicloro