Emmanuel Somm

1 Facultatea de Medicină, Universitatea din Geneva, Geneva, Elveția

2 Departamentul de Pediatrie, Spitalele Universității din Geneva, Geneva, Elveția

Valérie M. Schwitzgebel

2 Departamentul de Pediatrie, Spitalele Universității din Geneva, Geneva, Elveția

Audrey Toulotte

1 Facultatea de Medicină, Universitatea din Geneva, Geneva, Elveția

2 Departamentul de Pediatrie, Spitalele Universității din Geneva, Geneva, Elveția

Christopher R. Cederroth

3 Departamentul de Medicină și Dezvoltare Genetică și Centrul Național pentru Competență în Cercetare - Frontiere în Genetică, Facultatea de Medicină, Universitatea din Geneva, Geneva, Elveția

Christophe Combescure

4 Departamentul de Epidemiologie Clinică, Spitalele Universității din Geneva, Geneva, Elveția

Serge Nef

3 Departamentul de Medicină și Dezvoltare Genetică și Centrul Național pentru Competență în Cercetare - Frontiere în Genetică, Facultatea de Medicină, Universitatea din Geneva, Geneva, Elveția

Michel L. Aubert

1 Facultatea de Medicină, Universitatea din Geneva, Geneva, Elveția

2 Departamentul de Pediatrie, Spitalele Universității din Geneva, Geneva, Elveția

Petra S. Hüppi

2 Departamentul de Pediatrie, Spitalele Universității din Geneva, Geneva, Elveția

Abstract

fundal

Cauzele pandemiei actuale de obezitate nu au fost pe deplin elucidate. Implicația perturbatorilor endocrini ai mediului, cum ar fi bisfenolul A (BPA) asupra dezvoltării țesutului adipos, a fost puțin investigată.

Obiective

Scopul prezentului studiu a fost de a evalua efectele expunerii perinatale la BPA asupra depozitării timpurii a adiposului la înțărcare.

Metode

Șobolanii însărcinați Sprague-Dawley au avut acces la apă potabilă care conține 1 mg/L BPA din ziua 6 de gestație până la sfârșitul lactației. Puii au fost înțărcați în ziua postnatală (PND) 21. În acel moment, am investigat țesutul adipos perigonadal al puilor (greutate, histologie, expresie genetică). Pentru animalele rămase, am înregistrat greutatea corporală și aportul de alimente pentru animale, fie pe un chow standard, fie pe o dietă bogată în grăsimi.

Rezultate

Expunerea gestațională la BPA nu a modificat raportul de sex sau dimensiunea așternutului la naștere. Pe PND1, greutatea puilor de sex masculin și feminin expuși la BPA a fost crescută. La PND21, greutatea corporală a crescut numai la femei, în care greutatea țesutului adipos alb parametric (pWAT) a fost crescută de aproximativ 3 ori. Acest exces de pWAT a fost asociat cu hipertrofia adipocitelor și supraexprimarea genelor lipogene, cum ar fi C/EBP-α (proteina alfa de legare a amplificatorului CAAT), PPAR-γ (receptorul activat al proliferatorului peroxizomului gamma), SREBP-1C (proteina de legare a elementului de reglare a sterolului) -1C), LPL (lipoprotein lipază), FAS (acid gras sintetază) și SCD-1 (stearoil-CoA desaturază 1). În plus, expresia genică a SREBP-1C, FAS și ACC (acetil-CoA carboxilaza) a fost, de asemenea, crescută în ficat de la femelele expuse la BPA la PND21, fără o modificare a lipidelor circulante și a glucozei. După înțărcare, expunerea perinatală la BPA predispusă la supraponderalitate într-un mod dependent de sex și dietă. Nu am observat nicio modificare a consumului de alimente datorită expunerii perinatale la BPA la șobolani, fie pe chow standard, fie pe o dietă bogată în grăsimi.

Concluzii

Expunerea perinatală la o doză mică de BPA a crescut adipogeneza la femei la înțărcare. Greutatea corporală a adulților poate fi programată în timpul vieții timpurii, ducând la modificări dependente de sex și de starea nutrițională. Deși sunt necesare studii suplimentare pentru a înțelege mecanismele acțiunii BPA în viața timpurie, aceste rezultate sunt deosebit de importante în ceea ce privește prevalența crescândă a obezității infantile și acțiunea dependentă de context a perturbatorilor endocrini.

Bisfenolul A (BPA), un compus chimic găsit în produsele din plastic, este identificat din ce în ce mai mult ca un poluant industrial omniprezent. De fapt, acumularea de dovezi indică faptul că populația umană este expusă pe scară largă la BPA prin materiale plastice, rășini și etanșanți din policarbonat (Brotons și colab. 1995; Olea și colab. 1996); astfel, BPA de mediu este o substanță chimică care afectează endocrin și care poate afecta sănătatea umană (Kang și colab. 2006; vom Saal și Hughes 2005; vom Saal și colab. 2005). Foarte important, studiile anterioare au detectat BPA în serul femeilor însărcinate și în serul cordonului colectat la naștere (Ikezuki și colab. 2002; Takahashi și Oishi 2000) și au raportat că BPA se acumulează devreme la făt (Schonfelder și colab. 2002b). Mai mult, conținutul de BPA a fost mai mare în lichidul amniotic și în placentă decât în ​​serul matern (Ikezuki și colab. 2002; Takahashi și Oishi 2000). Sa demonstrat că expunerea in utero la BPA provoacă efecte adverse la descendenți, de exemplu:

Pubertate accelerată și greutate corporală crescută la șoareci femele atunci când barajele gestante au fost injectate cu BPA (2 și 20 μg/kg) (Honma și colab. 2002)

Modificări în glanda mamară a rozătoarelor atunci când barajele au fost implantate cu pompe osmotice care livrează 25-250 μg/kg/zi (Markey și colab. 2001)

Dezvoltarea anormală a tractului genital feminin atunci când barajele au fost expuse la BPA prin gavaj (Schonfelder și colab. 2002a) sau pompe osmotice (Markey și colab. 2005)

La bărbați, structura și funcția modificate ale prostatei ventrale atunci când barajele au fost expuse la BPA prin pompă osmotică care eliberează BPA între 25 și 250 μg/kg/zi (Ramos și colab. 2001).

Din punct de vedere mecanic, BPA este un compus estrogen bine cunoscut care se leagă de receptorii de estrogen α (ERα) și ERβ (Hiroi și colab. 1999; Kurosawa și colab. 2002). BPA poate acționa, de asemenea, ca un antagonist al receptorului hormonului tiroidian (Moriyama și colab. 2002; Zoeller și colab. 2005) și vizează disomerul izomerazei proteine, o proteină multifuncțională implicată în mod critic în plierea, asamblarea și eliminarea multor proteine ​​celulare (Hiroi și colab., 2006; Okada și colab., 2005).

Materiale și metode

Îngrijirea animalelor, dietele și expunerea la BPA înainte de înțărcare

Îngrijirea animalelor și dietele după înțărcare

La PND21, la 2 ore după separarea maternă, o cohortă atât de animale expuse perinatal BPA cât și de animale de control (n = 10 animale per sex în fiecare grup, aparținând a trei litere diferite din fiecare grup) a fost anesteziată cu izofluran. După ce animalele au fost cântărite și distanța anogenitală a fost măsurată, animalele au fost sacrificate prin decapitare. Sângele trunchial a fost colectat și centrifugat, iar plasma a fost imediat înghețată pentru o analiză ulterioară. Țesutul adipos alb epididimal (eWAT) a fost îndepărtat din zonele care înconjoară epididimul și testiculul, în timp ce țesutul adipos alb parametric (pWAT) a fost colectat din zonele omoloage din jurul uterului. Țesutul adipos maro (BAT) a fost colectat din regiunea interscapulară și separat de țesutul adipos alb atașat. Aceste depozite de grăsime, pe lângă ficat, au fost cântărite înainte de a fi congelate în azot lichid și depozitate la -80 ° C pentru o analiză moleculară ulterioară. Depozitele adipoase au fost selectate și disecate folosind protocoale descrise anterior (Ailhaud 2001).

O a doua cohortă de animale expuse perinatal BPA și de control a fost studiată în timpul perioadei de înțărcare. Pe PDN21, acestor animale li s-a dat apă potabilă normală și au fost hrăniți ad libitum cu o dietă standard de chow (7% din caloriile din grăsimi, 76% din carbohidrați și 17% din proteine) sau cu o dietă bogată în grăsimi (40% din calorii din grăsimi, 43% din carbohidrați și 17% din proteine). Energia metabolizabilă a dietelor standard de chow și bogate în grăsimi a fost de 2,6 și respectiv 4,3 kcal/g, așa cum a fost descris de producător (Provimi Kliba). Am măsurat greutatea corporală săptămânal între săptămânile 4-14. Aportul alimentar a fost estimat prin greutatea peletelor solide plasate pe grile deasupra cuștilor din polipropilenă, care a fost măsurată săptămânal între săptămânile 8-14. Am estimat valorile la fiți exacți, deoarece nu am reușit să detectăm vizual bucăți de pelete sau pulbere în fundul cuștilor.

Examen histologic al țesutului adipos

PWAT de șobolani expuși la BPA și martori de 21 de zile a fost fixat într-o soluție de paraformaldehidă timp de 24 de ore și încorporat în parafină. Secțiunile (5 μm) au fost tăiate folosind un microtom (Leica Microsystems, Wetzlar, Germania) și apoi colorate cu hematoxilină/eozină. Fotografiile au fost realizate cu ajutorul unei camere Axiocam (Carl Zeiss, Gottingen, Germania).

Pregătirea ARN și cuantificarea ARNm

Măsurători plasmatice

Am măsurat glucoza plasmatică utilizând metoda glucozei oxidazei (Roche Diagnostics GmbH, Rotkreuz, Elveția). Nivelurile de acid gras neesterificat în plasmă și trigliceride au fost determinate folosind kituri de la Wako Chemicals GmbH (Neuss, Germania) și respectiv Biomérieux (Marcy l’Etoile, Franța). Nivelurile de colesterol plasmatic au fost măsurate așa cum au fost descrise de James și Pometta (1990).

Test de toleranță la glucoză

Pentru testele de toleranță la glucoză, șobolanii masculi în vârstă de 14 săptămâni, expuși perinatal la BPA, și controalele, ambii hrăniți cu o dietă bogată în grăsimi de la înțărcare, au fost postite din ziua precedentă și injectate intraperitoneal cu 1,5 mg glucoză pe gram de corp greutate. Probele de sânge au fost colectate prin puncția cozii înainte și la anumite momente de timp (0, 15, 30, 60 și 120 min) după administrarea glucozei pentru a măsura glicemia folosind un glucometru (Glucotrend Premium, Roche Diagnostics).

Statistici

Rezultatele sunt exprimate ca medie ± SEM. Am efectuat testul t al Studentului nepereche și analiza unică a varianței cu măsuri repetate (ANOVA) folosind SYSTAT 10.01 (SPSS Inc., Chicago, IL, SUA). Am considerat o valoare p din Figura 1A, B). În ciuda faptului că numărul puilor pe așternut nu a fost statistic diferit între grupuri (BPA, 12,7 ± 1,0, n = 8 litere; control, 14,1 ± 0,9, n = 8 litere; p = 0,16), creșterea greutății corporale la puii expuși prenatal la BPA ar fi putut fi un efect indirect al BPA printr-o ușoară reducere a dimensiunii așternutului. Cu toate acestea, unele argumente resping această ipoteză. În primul rând, atunci când am comparat numai așternuturile potrivite pentru mărime, pentru analiză (n = 13,5 și 14 animale pe așternut în grupurile de control și respectiv BPA, greutatea corporală a puii de sex masculin și femele din ziua 1 născuți la barajele expuse la BPA a rămas mai mare decât cea a controalelor (BPA, 7,01 ± 0,08 g, n = 54 de animale din patru litere; martor, 6,44 ± 0,08 g, n = 56 de animale din patru litere; p Figura 1C). În schimb, greutatea corporală a șobolanilor femele expuși la BPA a rămas mai mare (53,73 ± 0,65 g, n = 32) decât cea a martorilor (47,79 ± 1,44 g, n = 26; p Figura 1D). Când modelul de regresie GEE a fost utilizat pentru a analiza aceste date, interacțiunea dintre sex și grup a fost semnificativă (p = 0,02), iar pentru femei, creșterea greutății corporale indusă de BPA a fost semnificativă statistic după ajustarea pentru dimensiunea așternutului (p = 0,001 ).

bisfenol

Efectul expunerii perinatale la BPA asupra expresiei genelor în ficat și metaboliții circulanți la femele la înțărcare (PND21). (A) Niveluri relative de ARNm [în unități arbitrare (AU)] în ficat (n = 10 animale pe grup din trei litere). Rezultatele sunt mijloace ± SEM. (B - E) Niveluri circulante de TG (B), NEFA (C), colesterol total (D) și glucoză (E) în plasmă (n = 10 animale pe grup din trei litere).

* p ## p † p Figura 4A). Cu toate acestea, bărbații expuși perinatal BPA pe o dietă bogată în grăsimi au fost mai grei decât martorii și o diferență de 7 ± 2% din greutatea corporală la vârsta de 14 săptămâni (p Figura 4B), sugerând că există un efect pe termen lung al BPA la masculi numai atunci când este combinat cu un aport caloric ridicat. În schimb, la femele am observat diferențe în greutatea corporală între animalele expuse perinatal BPA și animalele de control atât pe dietele standard de chow, cât și pe cele bogate în grăsimi (Figura 4C, D). În general, aceste rezultate sugerează că expunerea perinatală la BPA crește susceptibilitatea la creșterea în greutate într-o manieră specifică sexului, chiar și după înțărcare.

Efectul unei diete bogate în grăsimi asupra greutății corporale a șobolanilor masculi (A, B) și femele (C, D) expuși perinatal la BPA. . Animalele au fost hrănite cu chow standard (A, C) sau cu o dietă bogată în grăsimi (B, D) în timpul săptămânilor 4-14; n = 8-12 animale per grup. Rețineți cea mai mică curbă a greutății corporale în A și C (dieta chow) comparativ cu B și D (dieta bogată în grăsimi).