Effect of neonatal exposure to endocrine-active compounds on the expression of proteins involved in synthesis of adrenal androgens in piglets

Wśród badaczy w ostatnich latach rośnie zainteresowanie zagrożeniem, jakie stanowią związki aktywne hormonalnie (ang. endocrine active chemicals, EACs). Substancje te znajdują się w środowisku, żywności, czy nawet produktach konsumenckich. Przyczyniają się do zakłócania biosyntezy i metabolizmu hormonów, co powoduje odchylenia i zaburzenia homeostazy organizmu. EACs działając przez rożne szlaki, wywierają wpływ na organy wchodzące w skład układu endokrynnego. Liczne zespoły badawcze przedstawiają swoje wyniki dotyczące wpływu EACs na elementy układu rozrodczego, jednak niewiele badań skupia się na wpływie tych związków na nadnercza. W związku z tym celem niniejszej pracy było zbadanie wpływu neonatalnej ekspozycji na związki o aktywności hormonalnej: flutamidu (FLU), 4-tert-oktylofenolu (OP) oraz metoksychloru w niskiej dawce (MXC LD) i w wysokiej dawce (MXC HD), na ekspresję białek zaangażowanych w biosyntezę androgenów nadnerczowych u prosiąt. Badane w niniejszej pracy białka to: StAR, CYP11A1, CYP17A1, 3HSD, SULT2A1 oraz STS. Neonatalne prosięta podzielono losowo na 5 grup (n=4 na grupę). Zwierzęta przez kolejnych 10 dni otrzymywały iniekcje podskórne badanymi związkami w dawkach odpowiednio: flutamid (50 mg/kg masy ciała), 4-tert-oktylofenol (100 mg/kg masy ciała), metoksychlor w niskiej dawce (20 g/kg masy ciała) i metoksychlor w wysokiej dawce (100 mg/kg masy ciała). Kontrolę stanowiła iniekcja olejem kukurydzianym. Pobranie nadnerczy nastąpiło 11 dnia po urodzeniu w celu wykonania analiz morfologicznych, immunohistochemicznych oraz analizy Western blot. Wyniki wykazały istotny statystycznie wpływ EACs na ekspresję białka dla StAR, CYP17A1 oraz SULT2A1. Neonatalna ekspozycja na FLU obniżała poziom StAR, ale zwiększała poziom CYP17A1. Przy narażeniu na OP obserwowano wzrost poziomu CYP17A1. Metoksychlor w niskiej dawce powodował obniżenie poziomu StAR, ale wzrost poziomu CYP17A1 oraz SULT2A1. Natomiast neonatalna ekspozycja na MXC w wysokiej dawce powodowała spadek poziomu StAR i wzrost poziomu SULT2A1. Nie zaobserwowano istotnie statystycznego wpływu badanych związków na pozostałe białka: CYP11A1, 3HSD i STS. Nie zaobserwowano również zmian w morfologii nadnerczy oraz immunolokalizacji badanych białek po neonatalnej ekspozycji na badane związki.Uzyskane wyniki wskazują, że narażenie na badane związki o aktywności hormonalnej w okresie neonatalnym ma wpływ na ekspresję niektórych białek zaangażowanych w biosyntezę androgenów nadnerczowych u świni, co może zaburzać proces steroidogenezy w nadnerczach u 11-dniowych prosiąt. Ponadto, wyniki te wskazują, że okres neonatalny jest krytyczny dla rozwoju, a nadnercza są w tym czasie wrażliwe na obecne w środowisku związki o aktywności antyandrogennej, estrogennej i antyestrogennej.

There has been growing interest among researchers in recent years in the threat posed by endocrine active chemicals (EACs). These substances are found in the environment, food, or even consumer products. They contribute to interfering with the biosynthesis and metabolism of hormones, resulting in deviations and disturbances in the body's homeostasis. EACs, acting through a variety of pathways, exert their effects on the organs that make up the endocrine system. Numerous research teams present their findings on the effects of EACs on components of the reproductive system, but few studies focus on the effects of these compounds on the adrenal glands. Therefore, the aim of the present study was to investigate the effects of neonatal exposure to compounds with the endocrine activity, such as flutamide (FLU), 4-tert-octylphenol (OP), and methoxychlor at low dose (MXC LD) and high dose (MXC HD), on the expression of proteins involved in adrenal androgen biosynthesis in piglets. The proteins examined in this study are: StAR, CYP11A1, CYP17A1, 3HSD, SULT2A1 and STS. Neonatal piglets were randomly divided into 5 groups (n=4 per group). The animals received subcutaneous injections of flutamide (50 mg/kg body weight), 4-tert-octylphenol (100 mg/kg body weight), low-dose methoxychlor (20 g/kg body weight) or high-dose methoxychlor (100 mg/kg body weight), respectively, for the next 10 days. The control was injected with corn oil. Adrenal glands were collected on the 11th day after birth for morphological, immunohistochemical and Western blot analyses. The results showed a statistically significant effect of EACs on the protein abundance for StAR, CYP17A1 and SULT2A1. Neonatal exposure to FLU decreased StAR protein level, but increased CYP17A1. OP exposure increased the abundance of CYP17A1 protein.. Low-dose methoxychlor decreased StAR protein abundace, but increased the level of CYP17A1 and SULT2A1.. Moreover, neonatal exposure to high-dose MXC caused a decrease in StAR levels and an increase in SULT2A1 levels. No statistically significant effect of the tested compounds was observed on the other examined proteins, i.e. CYP11A1, 3HSD and STS. Also, no changes were observed in adrenal morphology and immunolocalization of the studied proteins in response to neonatal exposure to the studied compounds.The results indicate that exposure to the examined EACs during the neonatal period affects the expression of some proteins involved in adrenal androgen biosynthesis in the pig, which may disrupt the process of steroidogenesis in the adrenal glands of 11-day-old piglets. In addition, these results indicate that the neonatal period is critical for development, and the adrenal glands are sensitive to compounds with anti-androgenic, estrogenic and anti-estrogenic activity, which are present in the environment during this time of postnatal life.