Bisphenol A (BPA) is a synthetic high-production monomer used in polycarbonate plastics and epoxy resins in many consumer products. Considering its well-known and established effects as endocrine disrupting chemicals (EDCs), i.e., a substance that can damage health by altering the endocrine balance, especially at certain critical stages of life, such as the fetal development stage and early childhood and the extensive BPA exposure we are subjected to, European Food Safety Authority, EFSA, decided to reduce of the "tolerable daily intake," and this led to the use of different substitutes. One of the most used BPA substituents is bisphenol S (BPS). However, less is known about its properties as an EDC. My thesis work aimed to evaluate and compare, in mice, the effects of perinatal exposure to either BPA or BPS on reproductive behaviors and the hypothalamic kisspeptin system, which has a crucial role in regulating and correctly maintaining reproductive functions. Therefore, C57BL/6 dams were orally treated with a dose of 4 μg/kg BW/day (current Tolerant Daily Intake in Europe) of BPA, BPS, or vehicle (corn oil), starting from mating until the weaning of the offspring. The development of the offspring was monitored by collecting data about the weight, the puberty onset, and the estrous cycle of females until postnatal day 90, when was analyzed the reproductive behavior, performing the two-bedding T-Maze test and observing the spontaneous sexual behavior. Last, mice were sacrificed, and brains were collected to perform an immunohistochemical analysis of the kisspeptin system within different hypothalamic nuclei (Rostral periventricular area, RP3V; Paraventricular nucleus, PVN; Arcuate nucleus, ARC). The results showed a delay of puberty onset in females treated with BPA, while males treated with BPS displayed anticipation. Both bisphenols seemed to be related to an altered estrous cycle in females. Reproductive behavioral tests showed reduced interest in the opposite sex in BPA-exposed males, demonstrated by the decreased mounts and intromission and the decreased time spent in the arm with female bedding in the two-bedding T-Maze test. In contrast, BPS-exposed males showed a higher number of mounts, intromissions, and anogenital sniffing. Interestingly, no-tester males exhibited lower mounts and intromissions toward BPS-exposed females. The immunohistochemical analysis highlighted that both treated groups were characterized by some alterations. In fact, BPA- or BPS-treated females presented an increase in kisspeptin immunoreactivity in the RP3V. Furthermore, exclusively BPA-treated females exhibited an increase within the PVN, while BPS-treated females displayed a reduction compared to the control ones. Considering males, BPA-treated mice presented a significant increase of kisspeptin immunoreactivity in the ARC, while the BPS-treated ones were characterized by a significant decrease in the PVN. Together, these results support the idea that perinatal exposure to bisphenols, even administered at low doses, can affect, in a sexually dimorphic way, the entire hypothalamic-pituitary-gonadal axis, confirming the role of both BPA and BPS as EDCs.
Il bisfenolo A (BPA) è un monomero sintetico utilizzato nelle plastiche policarbonate e nelle resine epossidiche contenute in molte prodotti di consumo. Il BPA è un interferente endocrino (EDCs), definito come una sostanza in grado di danneggiare la salute alterando il sistema endocrino, in particolar modo durante specifici periodi dello sviluppo di un organismo, come quello fetale e la prima infanzia. Per via della massiva esposizione al BPA a cui siamo esposti, l’EFSA, ha deciso di ridurre la sue dose giornaliera tollerabile (TDI). Questo ha reso necessario trovare altre sostanze che potessero sostituire il BPA. Una delle più utilizzate è il bisfenolo S (BPS), tuttavia le sue proprietà come distruttore endocrino, sono meno conosciute. Il mio lavoro di tesi mira a valutare e comparare l’effetto dell’esposizione perinatale al BPA e BPS nel topo, considerando come questi modifichino il comportamento riproduttivo e il sistema ipotalamico della kisspeptina, il quale è coinvolto nel corretto controllo e mantenimento delle funzioni riproduttive. Abbiamo trattato per via orale topi C57BL/6 con una dose di olio di semi, BPA o BPS di 4 μg/kg/giorno (attuale TDI). Il trattamento sui topi è stato fatto a partire dal giorno dell’accoppiamento, fino allo svezzamento dei cuccioli. Il corretto sviluppo dei cuccioli è stato controllato monitorando il peso, l’entrata in pubertà e il ciclo estrale delle femmine fino al loro 90esimo giorno di vita. Quello stesso giorno, il loro comportamento sessuale è stato analizzato usando il two-bedding T-maze test e osservando lo spontaneo comportamento sessuale. Gli animali sono stati poi sacrificati e gli encefali usati per fare un’analisi immunoistochimica del sistema a kisspeptina in diversi nuclei ipotalamici, come l’area rostrale periventicolare (RP3V), il nucleo paraventricolare (PVN) e l’arcuato (ARC). I risultati ottenuti mostrano un ritardo nello sviluppo puberale delle femmine trattate con BPA, mentre i maschi trattati con BPS presentano un anticipo nello sviluppo. Entrambi i bisfenoli sembrano alterare il fisiologico ciclo estrale nelle femmine. I test che analizzano il comportamento sessuale mostrano un ridotto interesse nei confronti delle femmine da parte dei maschi trattati con BPA. Inoltre, il T-maze test mostra un ridotto tempo speso da parte del maschio nel braccio in cui è presente la lettiera della femmina. Al contrario, i maschi trattati con BPS mostrano un accresciuto interesse nei confronti delle femmine. Un fatto interessante è che i maschi no-tester sono caratterizzati da un ridotto interesse nei confronti delle femmine trattate con BPS. L’analisi immunoistochimica evidenzia come entrambi i trattamenti producano delle alterazioni a livello centrale. Infatti, femmine trattate sia con BPA che con BPS sono caratterizzate da un aumento dell’immunoreattività della kisspeptina nel nucleo RP3V. Inoltre, solo le femmine BPA presentano un incremento nel nucleo PVN, mentre le femmine BPS nello stesso nucleo presentano una riduzione rispetto ai controlli. I maschi BPA invece, sono caratterizzati da un significativo incremento dell’immunoreattività della kisspeptina nell’ARC, mentre quelli BPS hanno una significativa riduzione nel PVN. Tutti questi risultati, supportano l’idea che l’esposizione perinatale ai bisfenoli, anche se in basse dosi, modifica l’intero asse ipotalamo-ipofisi-gonadi, in modi diversi in base ai due sessi, riconfermando entrambe le sostanze interferenti endocrini.
Effetti dell'esposizione perinatale al bisfenolo A e S sul sistema kisspeptina e sul comportamento riproduttivo nel topo
BETTARELLI, MARTINA
2021/2022
Abstract
Il bisfenolo A (BPA) è un monomero sintetico utilizzato nelle plastiche policarbonate e nelle resine epossidiche contenute in molte prodotti di consumo. Il BPA è un interferente endocrino (EDCs), definito come una sostanza in grado di danneggiare la salute alterando il sistema endocrino, in particolar modo durante specifici periodi dello sviluppo di un organismo, come quello fetale e la prima infanzia. Per via della massiva esposizione al BPA a cui siamo esposti, l’EFSA, ha deciso di ridurre la sue dose giornaliera tollerabile (TDI). Questo ha reso necessario trovare altre sostanze che potessero sostituire il BPA. Una delle più utilizzate è il bisfenolo S (BPS), tuttavia le sue proprietà come distruttore endocrino, sono meno conosciute. Il mio lavoro di tesi mira a valutare e comparare l’effetto dell’esposizione perinatale al BPA e BPS nel topo, considerando come questi modifichino il comportamento riproduttivo e il sistema ipotalamico della kisspeptina, il quale è coinvolto nel corretto controllo e mantenimento delle funzioni riproduttive. Abbiamo trattato per via orale topi C57BL/6 con una dose di olio di semi, BPA o BPS di 4 μg/kg/giorno (attuale TDI). Il trattamento sui topi è stato fatto a partire dal giorno dell’accoppiamento, fino allo svezzamento dei cuccioli. Il corretto sviluppo dei cuccioli è stato controllato monitorando il peso, l’entrata in pubertà e il ciclo estrale delle femmine fino al loro 90esimo giorno di vita. Quello stesso giorno, il loro comportamento sessuale è stato analizzato usando il two-bedding T-maze test e osservando lo spontaneo comportamento sessuale. Gli animali sono stati poi sacrificati e gli encefali usati per fare un’analisi immunoistochimica del sistema a kisspeptina in diversi nuclei ipotalamici, come l’area rostrale periventicolare (RP3V), il nucleo paraventricolare (PVN) e l’arcuato (ARC). I risultati ottenuti mostrano un ritardo nello sviluppo puberale delle femmine trattate con BPA, mentre i maschi trattati con BPS presentano un anticipo nello sviluppo. Entrambi i bisfenoli sembrano alterare il fisiologico ciclo estrale nelle femmine. I test che analizzano il comportamento sessuale mostrano un ridotto interesse nei confronti delle femmine da parte dei maschi trattati con BPA. Inoltre, il T-maze test mostra un ridotto tempo speso da parte del maschio nel braccio in cui è presente la lettiera della femmina. Al contrario, i maschi trattati con BPS mostrano un accresciuto interesse nei confronti delle femmine. Un fatto interessante è che i maschi no-tester sono caratterizzati da un ridotto interesse nei confronti delle femmine trattate con BPS. L’analisi immunoistochimica evidenzia come entrambi i trattamenti producano delle alterazioni a livello centrale. Infatti, femmine trattate sia con BPA che con BPS sono caratterizzate da un aumento dell’immunoreattività della kisspeptina nel nucleo RP3V. Inoltre, solo le femmine BPA presentano un incremento nel nucleo PVN, mentre le femmine BPS nello stesso nucleo presentano una riduzione rispetto ai controlli. I maschi BPA invece, sono caratterizzati da un significativo incremento dell’immunoreattività della kisspeptina nell’ARC, mentre quelli BPS hanno una significativa riduzione nel PVN. Tutti questi risultati, supportano l’idea che l’esposizione perinatale ai bisfenoli, anche se in basse dosi, modifica l’intero asse ipotalamo-ipofisi-gonadi, in modi diversi in base ai due sessi, riconfermando entrambe le sostanze interferenti endocrini.| File | Dimensione | Formato | |
|---|---|---|---|
|
846384_tesimartinabettarelli.pdf
non disponibili
Tipologia:
Altro materiale allegato
Dimensione
2.95 MB
Formato
Adobe PDF
|
2.95 MB | Adobe PDF |
I documenti in UNITESI sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
https://hdl.handle.net/20.500.14240/83410