Estudio de la dinámica ontogénica de la biosíntesis del hemo en embriones de aves. Acción de agentes teratogénicos y porfirinogénicos

• Autores: Pauza, Noemí Laura
• Año de publicación: 2005
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Sancovich, Horacio Alberto
• Materia: SACO VITELINO; HIGADO; ONTOGENIA; TERATOGENIA; METALES; HEXACLOROBENCENO; PARATION; PORFIRINAS; PORFIRIAS; HEMO; ACIDO Δ-AMINO LEVÚLICO DEHIDRASA; PORFOBILINOGENO DEAMINASA; UROPORFIRINOGENO DECARBOXILASA; COPROPORFIRINÓGENO OXIDASA; YOLK SAC MEMBRANE; LIVER; ONTOGENY; TERATOGENY; METAL; HEXACHLOROBENZENE; PARATHION; PORPHYRIN; PORPHYRIA; HAEM; Δ-AMINOLEVULINIC ACID DEHYDRATASE; PORPHOBILINOGEN DEAMINASE; UROPORPHYRINOGEN DECARBOXYLASE; COPROPORPHYRINOGEN OXIDASE
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

La regulación de la biosíntesis del Hemo a partir de ALA, en el hígado humano, se asemeja más a la del hígado de pollos que a la del hígado de ratas. Se estudiaron en forma comparativa las propiedades de cuatro enzimas del camino biosintético del Hemo en hígados y sacos vitelinos (SV) de embriones de pollos, principales sitios de biosíntesis de ese tetrapirrol, durante el desarrollo de los embriones de aves. En embriones de pollos se investigó la acción de metales y pesticidas órgano clorados y fosforados, sobre la biosíntesis del Hemo y los efectos toxicológicos y teratogénicos. La ontogenia de las enzimas del camino biosintético del Hemo respondió a los cambios en la intensidad de biosíntesis de dicho tetrapirrol en ambos tejidos. Se sugirió que el estado del desarrollo de los embriones debe ser tenido en cuenta al utilizar este sistema como biomarcador. Se purificó la ALA-D de SV. Estudios in vitro: los efectos de Pb²+, Cd²+, Cu²+, Mg²+, Zn²+, Na+, K+ y Li+ sobre la actividad de ALA-D, de hígados y SV de embriones de pollos, se explicaron considerando sus capacidades de ácido-base de Lewis, geometría de coordinación y configuración electrónica de valencia. Cd2+ y Cu2+ resultaron potentes inhibidores no alostéricos, aún más que Pb2+. Se demostró por primera vez la reactivación de la ALA-D de pollos por Mg2+, tanto luego de una demetalización, como sin ella. Se observaron efectos menores sobre PBG-D, URO-D y CPG-ox. Estudios in vivo: se estudiaron los efectos de Cd²+, Cu²+ y Pb²+, sobre las actividades de ALA-D, PBG-D, URO-D y CPG-ox, de hígados y SV de embriones de pollos. Cd²+ provocó mayor mortalidad en los embriones que Pb²+ y Cu²+. Estos tres metales resultaron teratógenos: Cd²+ > Pb²+ > Cu²+, aunque los mecanismos embriopáticos permanecen inciertos. Los efectos sobre las actividades de las enzimas del camino biosintético del Hemo, señalaron al SV como tejido de preferencia para el estudio de marcadores de toxicidad por metales. HCB y Paratión afectaron la síntesis de Hemo más en hígado, que en SV. La inalterada actividad de ALA-D, la leve activación de PBG-D y la inhibición de URO-D y CPG-ox,explicarían la fluorescencia observada en el hígado debida a la acumulación de porfirinas. El HCB fue el causante del daño hepático puesto de manifiesto a través de la examinación histológica. El daño hepático consistió alteraciones del parénquima, observado como necrosis hepática parcial, hepatocitos agrandados y espumosos, sinusoides colapsados y ausencia de pigmentos biliares en los canalículos y conductos biliares. La distribución de los lípidos también se vio alterada. El Paratión fue una droga muy letal, teratogénica y porfirinogénica, mientras que el HCB no fue particularmente letal ni teratogénico.
Chick embryo liver resembles human liver more closely than rat liver does, in terms of conversion rate of ALA into haem. Four enzymes of this biosynthetic pathway were comparatively studied in yolk sac membrane (YSM) and liver, the main sites of haem biosynthesis during avian embryo development. The effect of metals and pesticides on porphyrin metabolism was investigated. Toxicological and teratogenic consequences were also studied. YSM ALA-D was purified. Ontogeny of haem biosynthetic enzymes in liver and YSM, was closely related to their intensity of haem synthesis. We suggest that the developmental status of embryos must always be considered when using this system as biomarker. In vitro studies: Pb²+, Cd²+, Cu2+, Mg²+, Zn²+, Na+, K+ and Li+ effects on ALA-D, were explained considering their Lewis acid-base capacity, coordination geometry and electron configuration of valence. Cd²+ and Cu²+ were potent no allosteric inhibitors, even more powerful than Pb²+. The full recovering of ALA-D activity (demetalized or not) by Mg²+ was shown for the first time. Small cation effects were observed on PBG-D, URO-D and CPG-ox. In vivo studies: Cd²+ induced higher embryonic mortality than Pb2+ and Cu²+. These three metals are teratogens: Cd²+ > Pb²+ > Cu²+, but their embryopathic mechanisms remain uncertain. Effects on haem enzymes activities point out YSM as the prevalent tissue used as metal biomarker. HCB and Parathion affected haem biosynthesis more in liver than in YSM: unchanged ALA-D activity, slight activation of PBG-D and inhibition of URO-D and CPG-ox, explained the fluorescence observed in liver due to porphyrins accumulation. HCB played an important role in the hepatic injury as could be seen by the hystological examination. Hepatic injury consisted of parenchymal damage observed as partial tissue liver necrosis, enlarged and foamy hepatocytes, colapsed sinusoides and bile pigments were absent from bile ducts and canaliculus. Lipid pattern was also altered. Parathion was a very lethal, teratogenic and porphyrinogenic drug, while HCB was neither lethal nor teratogenic.
Fil: Pauza, Noemí Laura. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.