Estudio de los efectos del bisfenol A como disruptor endocrino en la regulación iónica en zebrafish (Danio rerio), a través del estudio de células adenohipofisarias y branquiales

Abstract

El Bisfenol A (BPA) es uno de los productos químicos producido en mayor volumen en el mundo. Es comúnmente utilizado como un componente de plásticos y envases de alimentos, y puede actuar como xenoestrógeno en animales y humanos. Posee actividad endocrina, lo que hace que sea capaz de desencadenar, en células diana, una respuesta semejante a la de las hormonas endógenas, o de inhibir esta respuesta ejerciendo un efecto antagónico. Debido al riesgo de exposición al BPA desde el medio ambiente y la dieta, y principalmente como contaminante acuático, nuestro objetivo ha sido el de evaluar los efectos del BPA en la regulación iónica mediante el estudio histopatológico y morfométrico de las células cloro y las células prolactínicas en pez cebra (Danio rerio) como modelo experimental.Para este estudio se utilizaron 60 machos de pez cebra (Danio rerio), que fueron distribuidos aleatoriamente en 5 grupos (n=12/grupo), un grupo control, y cuatro grupos tratados, expuestos a concentraciones graduales de 1, 10, 100 y 1000 μg/l de BPA, respectivamente. Tras dos semanas, los animales fueron sacrificados y se tomaron muestras de branquias e hipófisis para su posterior análisis histopatológico, así como, para la determinación de los niveles de BPA presentes en los animales. Al analizar las muestras observamos una acumulación del BPA en los tejidos, existiendo una correlación entre estos niveles de BPA, y la concentración de BPA a la que los animales estuvieron expuestos. En el estudio estructural y ultraestructural de la hipófisis, observamos como el grupo que fue expuesto a 10 μg/l de BPA mostró ciertas modificaciones con respecto al grupo control, observándose una activación de las células prolactínicas con un incremento de los gránulos de secreción. Los grupos de mayor concentración de exposición (100 y 1000 μg/l), esta activación fue más marcada y estuvo acompañada de la aparición de autofagosomas que podría hacer pensar en la autodestrucción celular, apareciendo signos evidentes de degeneración. Al analizar las branquias se observó cómo, a partir del grupo de 10 μg/l ya empiezan a aparecer modificaciones histológicas, con la mayoría de los capilares hiperémicos e incrementándose tanto en tamaño como en número las células de cloro, siendo estas modificaciones más severas en los grupos de 100 μg/l y 1000 μg/l. En conclusión, nuestros resultados indican que la exposición al BPA produce modificaciones en las células de cloro que desencadenan una serie de alteraciones en las células prolactínicas. Estas alteraciones intentarían compensar la hipofuncionalidad de las células de cloro, para tratar de mantener un funcionamiento branquial adecuado y garantizar así la regulación iónica. Las alteraciones encontradas, fueron tan severas en los grupos de mayor concentración, que fue imposible su compensación por parte de las células prolactínicas, siendo esta la principal causa de la involución funcional de estas células hipofisarias. Deduciéndose, por tanto, que el BPA afectaría al sistema branquial de una forma tan severa que, al no poder ser compensada su acción a nivel hipofisario, la regulación iónica se podría ver afectada.

Bisphenol A (BPA) is a chemical being produced in very large quantities in the world because it is commonly used as a component of plastics and food packaging. It has been shown that BPA can act as a xenoestrogen in humans and other animals. It has activity as an endocrine disruptor, interfering with the functions of endogenous hormones, which can trigger a similar response in the target cells, or inhibit this response by exerting an antagonistic effect. In June 2017, the European Union included BPA within their list of highly worrisome chemicals and for March 1, 2018 all manufacturers, importers and suppliers of BPA must classify and label all chemical mixtures containing BPA as a category 1B toxic for reproduction, In light of the risk of exposure to it from the environment, diet, and as a basic water pollutant, the objective of our study was to assess possible effects on ionic regulation after exposure to BPA by means of a histopathological and morphometric study of the chloride and prolactin cells using zebrafish (Danio rerio) as an experimental model. For this study 60 male zebrafish (Danio rerio) were used. These were randomly allocated into 5 study groups (n = 12 / group), a control group, and four treated groups, exposed to increasing concentrations of 1, 10, 100 and 1000 μg/l of BPA, respectively. After two weeks, the animals were sacrificed and samples of their gills and pituitary glands were immediately taken for further histopathological analysis, as well as, for the determination of BPA levels present in their tissues. When analyzing the samples, we observed an accumulation of BPA in the tissues. There was an increasing concentration of BPA in the tissue as the concentration of exposure increased. Therefore there was a direct correlation between the levels of BPA and the concentration of BPA to which the animals were exposed. In the structural and ultrastructural study of the pituitary gland, we observed certain modifications with respect to the control group. On the group exposed to 10 μg/l of BPA we observed an activation of the prolactin cells with an increase of secretion granules. Whereas in the groups exposed to higher concentrations (100 and 1000 μg/l), this activation was more evident and was accompanied by the development of autophagosomes, which could indicate cell self-destruction, with evident signs of degeneration. When analyzing the gills, we observed how histological modifications appeared, with a large amount of hyperemic capillaries and an increase in both, size and number of chlorine cells, the group exposed to 10 μg/l of BPA. These modifications were more severe in the groups exposed to 100 μg/l and 1000 μg/l, respectively. In conclusion, our results indicate that exposure to BPA produces changes in chlorine cells that trigger a series of alterations in prolactin cells. These modifications may try to compensate for the hypofunctionality of the chlorine cells, to try to maintain an adequate gill function and thus guarantee ionic regulation. The alterations found were so severe in the groups exposed to higher concentration that it was impossible to compensate for them by the prolactin cells, this being the main cause of the functional involution of these pituitary cells. Therefore it is inferred, that BPA would affect the gill system in such a severe way that, since its action cannot be compensated at the pituitary level, the ionic regulation would be affected.