Titulo original:
Residue determination of glufosinate in plant origin foods using modified Quick Polar Pesticides (QuPPe) method and liquid chromatography coupled with tandem mass spectrometry.
Autores:
Han Yongtao, Song Le, Zhao Pengyue, Li Yanjie, Zou Nan, Qin Yuhong, Li Xuesheng, Pan Canping.
Se desarrolló un método sensible y específico para la determinación de glufosinato en alimentos de origen vegetal. El método implica la extracción mediante el método QuPPe modificado, la limpieza mediante nanotubos de carbono de pared múltiple (MWCNT), la derivatización con cloroformiato de 9-fluorenilmetilo (FMOC-Cl) y la detección con cromatografía líquida acoplada a espectrometría de masas en tándem (LC-MS/MS) . El método se validó en doce matrices enriquecidas a 10 o 20, 100 y 500 μg/kg. La recuperación osciló entre el 80 % y el 108 % con RSD intradiarios ( n = 5) de 0,6 a 9,8 % y RSD interdiarios ( n = 15) de 3,0 a 9,4 %. Buenas linealidades ( R 2 ⩾ 0,9991) para todas las matrices. El límite de detección (LOD) y el límite de cuantificación (LOQ) para las matrices seleccionadas oscilaron entre 0,3 y 3,3 μg kg - 1 y entre 1 y 10 μg kg - 1 , respectivamente. Se demostró que el método es confiable y sensible para el monitoreo de rutina de glufosinato en alimentos de origen vegetal.
A sensitive and specific method for the determination of glufosinate in plant origin foods was developed. The method involves extraction using modified QuPPe method, clean-up by multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs), derivatization with 9-fluorenylmethyl chloroformate (FMOC-Cl) and detection with liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry (LC–MS/MS). The method was validated on twelve matrices spiked at 10 or 20, 100 and 500 μg/kg. The recovery ranged from 80% to 108% with intra-day RSDs (n = 5) of 0.6–9.8% and inter-day RSDs (n = 15) of 3.0–9.4%. Good linearities (R2 ⩾ 0.9991) were obtained for all matrices. The limit of detection (LOD) and limit of quantification (LOQ) for the selected matrices ranged from 0.3 to 3.3 μg kg−1 and from 1 to 10 μg kg−1, respectively. The method was demonstrated to be reliable and sensitive for the routine monitoring of glufosinate in plant origin foods.
Titulo original:
Application of a novel phosphinothricin N-acetyltransferase (RePAT) gene in developing glufosinate-resistant rice.
Autores:
Cui Ying, Liu Ziduo, Li Yue, Zhou Fei, Chen Hao, Lin Yongjun.
Revista:
Scientific Reports.
Año:
2016
Palabras clave:
gen RePAT; plantas transgénicas; glufosinato;
Actualmente, solo unos pocos genes resistentes a glufosinato están disponibles para aplicación comercial. Por lo tanto, el desarrollo de nuevos genes resistentes al glufosinato con viabilidad comercial es extremadamente importante y urgente para la producción agrícola. En este estudio, transferimos un gen RePAT recién aislado a una variedad de arroz japónica Zhonghua11, lo que resultó en una gran cantidad de plantas transgénicas T 0 independientes , la mayoría de las cuales crecieron normalmente bajo tratamiento con glufosinato de alta concentración. Se seleccionaron cuatro plantas transgénicas con un casete de expresión RePAT intacto integrado en la región intergénica. Se investigaron los rendimientos agronómicos de sus progenies T 2 y los resultados sugirieron que la expresión deRePAT no tuvo ningún efecto adverso sobre el rendimiento agronómico. Además, se confirmó que la resistencia definitiva al glufosinato de las plantas transgénicas seleccionadas estaba relacionada con la expresión de RePAT mediante ensayo en el medio y qRT-PCR. Se confirmó que la herencia y la expresión de RePAT en dos plantas transgénicas eran estables. Finalmente, el ensayo de campo de dos años de resistencia al glufosinato sugirió que el desempeño agronómico de la planta transgénica (PAT11) no se vio afectado por la alta dosis de glufosinato (5000 g/ha). En conjunto, nuestro estudio demuestra la alta resistencia de un nuevo gen RePAT al glufosinato y proporciona una variedad de arroz resistente al glufosiante con potencial de aplicación agrícola.
Currently, only few glufosinate-resistant genes are available for commercial application. Thus, developing novel glufosinate-resistant genes with commercial feasibility is extremely important and urgent for agricultural production. In this study, we transferred a newly isolated RePAT gene into a japonica rice variety Zhonghua11, resulting in a large number of independent T0 transgenic plants, most of which grew normally under high-concentration glufosinate treatment. Four transgenic plants with one intact RePAT expression cassette integrated into the intergenic region were selected. Agronomic performances of their T2 progenies were investigated, and the results suggested that the expression of RePAT had no adverse effect on the agronomic performance. Definite glufosinate resistance of the selected transgenic plants was further confirmed to be related to the expression of RePAT by assay on the medium and qRT-PCR. The inheritance and expression of RePAT in two transgenic plants were confirmed to be stable. Finally, the two-year field assay of glufosinate resistance suggested that the agronomic performance of the transgenic plant (PAT11) was not affected by high dosage of glufosinate (5000 g/ha). Collectively, our study proves the high resistance of a novel gene RePAT to glufosinate and provides a glufosiante-resistant rice variety with agricultural application potential.
Palabras clave:
astrocitosis; ataques epilépticos; glufosinato de amonio; intoxicación; plaguicida.
El glufosinato de amonio (GLA), el componente activo de un herbicida ampliamente utilizado, induce convulsiones en roedores y humanos. En ratones, el tratamiento intraperitoneal con 75 mg/kg de GLA genera convulsiones tónico-clónicas repetitivas asociadas con una mortalidad del 100 % dentro de las 72 h posteriores al tratamiento. En este contexto, caracterizamos las convulsiones inducidas por GLA, sus consecuencias histológicas y la efectividad del tratamiento con diazepam. Las descargas epilépticas en los registros electroencefalográficos aparecieron simultáneamente en el hipocampo y la corteza cerebral. El tratamiento con diazepam a las 6 h detuvo inmediatamente las convulsiones y evitó la muerte del animal. Sin embargo, se registraron convulsiones intermitentes en el electroencefalograma desde las 6 h después del tratamiento con diazepam hasta las 24 h, pero desaparecieron después de 15 días. En nuestro modelo, Se observó activación neuronal (inmunohistoquímica de c-Fos) 6 h después de la exposición a GLA en el giro dentado, CA1, CA3, amígdala, cortezas piriforme y entorrinal, lo que indica la activación del sistema límbico. En estas estructuras, la tinción con Fluoro-Jade C y Cresyl violeta no mostró sufrimiento neuronal. Sin embargo, la activación astroglial se observó claramente a las 24 h y 15 días después del tratamiento con GLA en la amígdala, las cortezas piriforme y entorrinal mediante PCR cuantitativa, western blot e inmunohistoquímica. Al mismo tiempo, la expresión de ARNm de glutamina sintetasa (PCR cuantitativa), la expresión de proteínas (transferencia Western) y la actividad enzimática estaban reguladas al alza. En conclusión, nuestro estudio sugiere que las convulsiones inducidas por GLA:
Glufosinate-ammonium (GLA), the active component of a widely used herbicide, induces convulsions in rodents and humans. In mouse, intraperitoneal treatment with 75 mg/kg GLA generates repetitive tonic–clonic seizures associated with 100% mortality within 72 h after treatment. In this context, we characterized GLA-induced seizures, their histological consequences and the effectiveness of diazepam treatment. Epileptic discharges on electroencephalographic recordings appeared simultaneously in the hippocampus and the cerebral cortex. Diazepam treatment at 6 h immediately stopped the seizures and prevented animal death. However, intermittent seizures were recorded on electroencephalogram from 6 h after diazepam treatment until 24 h, but had disappeared after 15 days. In our model, neuronal activation (c-Fos immunohistochemistry) was observed 6 h after GLA exposure in the dentate gyrus, CA1, CA3, amygdala, piriform and entorhinal cortices, indicating the activation of the limbic system. In these structures, Fluoro-Jade C and Cresyl violet staining did not show neuronal suffering. However, astroglial activation was clearly observed at 24 h and 15 days after GLA treatment in the amygdala, piriform and entorhinal cortices by PCR quantitative, western blot and immunohistochemistry. Concomitantly, glutamine synthetase mRNA expression (PCR quantitative), protein expression (western blot) and enzymatic activity were upregulated. In conclusion, our study suggests that GLA-induced seizures: (a) involved limbic structures and (b) induced astrocytosis without neuronal degeneration as an evidence of a reactive astrocyte beneficial effect for neuronal protection.
Titulo original:
Reversible Splenial Lesion Syndrome (RESLES) Following Glufosinate Ammonium Poisoning
Autores:
Jeong Tae Oh, Yoon Jae Chol, Lee Jae Baek, Jin Young Ho, Hwang Seung Bae.
Revista:
Journal of Neuroimaging.
Año:
2015
Palabras clave:
Cuerpo calloso; edema citotóxico; glufosinato de amonio.
Se han notificado lesiones aisladas y reversibles restringidas al esplenio del cuerpo calloso, conocidas como síndrome de lesión esplénica reversible, en pacientes con infección, edema cerebral de altura, convulsiones, abstinencia de fármacos antiepilépticos o trastornos metabólicos. Aquí, informamos sobre una paciente de 39 años con intoxicación por glufosinato de amonio (GLA) que presentó confusión y amnesia. La resonancia magnética ponderada por difusión del cerebro reveló edema citotóxico del esplenio del cuerpo calloso. La lesión no estaba presente en la RM de seguimiento realizada 9 meses después. Postulamos que un mecanismo excitotóxico inducido por GLA fue la causa de esta lesión esplénica reversible.
Isolated and reversible lesion restricted to the splenium of the corpus callosum, known as reversible splenial lesion syndrome, have been reported in patients with infection, high-altitude cerebral edema, seizures, antiepileptic drug withdrawal, or metabolic disturbances. Here, we report a 39-year-old female patient with glufosinate ammonium (GLA) poisoning who presented with confusion and amnesia. Diffusion-weighted magnetic resonance imaging of the brain revealed cytotoxic edema of the splenium of the corpus callosum. The lesion was not present on follow-up MR imaging performed 9 months later. We postulate that a GLA-induced excitotoxic mechanism was the cause of this reversible splenial lesion.
Titulo original:
Field dissipation and storage stability of glufosinate ammonium and its metabolites in soil.
Autores:
Zhang Yun, Wang Kai, Wu Junxue, Zhang Hongyan.
Revista:
International Journal of Analytical Chemistry
Año:
2014
Palabras clave:
Glufosinato de amonio; MPP; MPA; suelos.
Se desarrolló un método analítico simple para medir las concentraciones de glufosinato de amonio y sus metabolitos, ácido 3-metilfosfinico-propiónico (MPP) y ácido 2-metilfosfinico-acético (MPA), en muestras de suelo de campo. Para determinar el límite mínimo de cuantificación, las muestras se enriquecieron a diferentes niveles (0,1, 0,5 y 1,0 mg/kg). Las muestras de suelo se extrajeron con solución de hidróxido de amonio al 5% (v/v), se concentraron y se hicieron reaccionar con ortoacetato de trimetilo (TMOA) en presencia de ácido acético para la derivatización. Los derivados se cuantificaron por cromatografía de gases (GC) utilizando un detector fotométrico de llama (FPD). Los coeficientes de correlación lineal de glufosinato de amonio, MPP y MPA en el suelo fueron 0,991, 0,999 y 0,999, respectivamente. Las recuperaciones de este método para glufosinato de amonio, MPP y MPA en el suelo fueron 77,2–95,5 %, 98,3–100,3 % y 99. 3–99,6 % con desviaciones estándar relativas (RSD) de 1,8–4,1 %, 0,4–1,4 % y 1,3–2,0 %, respectivamente. El glufosinato de amonio se disipó rápidamente en el suelo a MPA en horas y se degradó gradualmente a MPP. La vida media de la degradación del glufosinato de amonio en el suelo fue de 2,30 a 2,93 días en campo abierto. En muestras de suelo almacenadas a -20 °C, el glufosinato de amonio se mantuvo estable durante dos meses. Los resultados de este estudio deberían brindar orientación para la aplicación segura del herbicida glufosinato de amonio a los productos agrícolas y al medio ambiente. En muestras de suelo almacenadas a -20 °C, el glufosinato de amonio se mantuvo estable durante dos meses. Los resultados de este estudio deberían brindar orientación para la aplicación segura del herbicida glufosinato de amonio a los productos agrícolas y al medio ambiente. En muestras de suelo almacenadas a -20 °C, el glufosinato de amonio se mantuvo estable durante dos meses. Los resultados de este estudio deberían brindar orientación para la aplicación segura del herbicida glufosinato de amonio a los productos agrícolas y al medio ambiente.
A simple analytical method was developed to measure concentrations of glufosinate ammonium and its metabolites, 3-methylphosphinico-propionic acid (MPP) and 2-methylphosphinico-acetic acid (MPA), in field soil samples. To determine the minimum quantification limit, samples were spiked at different levels (0.1, 0.5, and 1.0 mg/kg). Soil samples were extracted with ammonium hydroxide solution 5% (v/v), concentrated, and reacted with trimethyl orthoacetate (TMOA) in the presence of acetic acid for derivatization. The derivatives were quantified by gas chromatography (GC) using a flame photometric detector (FPD). The linear correlation coefficients of glufosinate ammonium, MPP, and MPA in soil were 0.991, 0.999, and 0.999, respectively. The recoveries of this method for glufosinate ammonium, MPP, and MPA in soil were 77.2–95.5%, 98.3–100.3%, and 99.3–99.6% with relative standard deviations (RSD) of 1.8–4.1%, 0.4–1.4%, and 1.3–2.0%, respectively. Glufosinate ammonium dissipated rapidly in soil to MPA in hours and gradually degraded to MPP. The half-life of glufosinate ammonium degradation in soil was 2.30–2.93 days in an open field. In soil samples stored at −20°C glufosinate ammonium was stable for two months. The results of this study should provide guidance for the safe application of the herbicide glufosinate ammonium to agricultural products and the environment.
Titulo original:
The effect of glufosinate on nitrogen assimilation at the physiological, biochemical and molecular levels in Phaeodactylum tricornutum.
Autores:
Xie Jun, Bai Xiaocui, Li Yali, Sun Chongchong, Qian Haifeng, Fu Zhengwei.
Revista:
Ecotoxicology.
Año:
2014
Palabras clave:
Phaeodactylum tricornutum; glufosinato; asimilación de nitrógeno; Microscopio de electrones; PCR en tiempo real.
Este estudio investigó los efectos del glufosinato, un herbicida ampliamente utilizado, en la diatomea marina Phaeodactylum tricornutum a través de pruebas de toxicidad a corto plazo a nivel fisiológico y transcripcional de genes. El glufosinato (4 mg L- 1 ) disminuyó la cantidad de pigmentos pero aumentó las especies reactivas de oxígeno (ROS) y los niveles de malondialdehído. Como inhibidor de la glutamina sintetasa (GS), el glufosinato afectó las transcripciones y actividades de enzimas clave relacionadas con la asimilación de nitrógeno. Los niveles de transcripción de GS y nitrato reductasa ( NR ) en P. tricornutum disminuyeron a solo 57 y 26 % del control. Sin embargo, los niveles de transcripción del transportador de nitrato ( NRT) y la subunidad pequeña de la glutamato sintasa ( GltD ) fueron 1,79 y 1,76 veces superiores a las del control. Las actividades de NRT, GS y GOGAT fueron consistentes con la expresión génica excepto para NR, que fue regulada principalmente por modificación postraduccional. Además, los resultados de la microscopía electrónica mostraron que la estructura del cloroplasto se interrumpió en respuesta a la exposición al glufosinato. Estos resultados demostraron que el glufosinato alteró primero el metabolismo del nitrógeno y provocó un estallido de ROS, que interrumpió la ultraestructura del cloroplasto. Finalmente, el glufosinato inhibió en gran medida el crecimiento de P. tricornutum .
This study investigated the effects of glufosinate, a widely used herbicide, on the marine diatom Phaeodactylum tricornutum through short-term toxicity tests at the physiological and gene transcriptional levels. Glufosinate (4 mg L−1) decreased the amount of pigments but increased reactive oxygen species (ROS) and malondialdehyde levels. As a glutamine synthetase (GS) inhibitor, glufosinate affected the transcripts and activities of key enzymes related to nitrogen assimilation. Transcript levels of GS and nitrate reductase (NR) in P. tricornutum decreased to only 57 and 26 % of the control. However, transcript levels of nitrate transporter (NRT) and the small subunit of glutamate synthase (GltD) were 1.79 and 1.76 times higher than that of the control. The activities of NRT, GS and GOGAT were consistent with gene expression except for NR, which was regulated mainly by post-translational modification. Furthermore, the results of electron microscopy showed that chloroplast structure was disrupted in response to glufosinate exposure. These results demonstrated that glufosinate first disturbed nitrogen metabolism and caused a ROS burst, which disrupted chloroplast ultrastructure. Ultimately, the growth of P. tricornutum was greatly inhibited by glufosinate.
Aquí se informa un método simple para la determinación simultánea de glufosinato y sus metabolitos en plantas basado en cromatografía líquida-detección de absorción ultravioleta (LC-UV) después de la derivatización con cloruro de fluorenilmetoxicarbonilo (FMOC-Cl) de algunos analitos para facilitar la separación. Los metabolitos estándar no disponibles se identificaron mediante LC-TOF/espectrometría de masas (MS), que también confirmó todos los analitos objetivo. Se utilizó extracción asistida por ultrasonido para la preparación de la muestra (potencia de 70 W y ciclo de trabajo de 0,7 s/s durante 10 min) con la posterior evaporación del extractante, reconstitución y filtración como paso de limpieza/concentración antes de la derivatización, y separación cromatográfica y detección a 270 nm para analitos no derivatizados y 340 nm para aquellos que fueron derivatizados.columna ® (fase C18). Las características analíticas del método fueron rango dinámico lineal de las curvas de calibración dentro de 0,047–700 μg/mL con un coeficiente de regresión (rc) de 0,999 para glufosinato, 0,077–700 μg/mL con un rc de 0,998 para N -acetil-glufosinato , y 0.116–600 μg/mL con un rc de 0.998 para ácido 3-(metilfosfinico)propanoico. La precisión para la determinación de glufosinato (estudiado a dos niveles, 0,1 y 5 μg/mL) fue de 2,7 y 6,0 % para la repetibilidad y de 4,7 y 7,2 % para la reproducibilidad dentro del laboratorio, respectivamente. La identificación y análisis confirmatorio de la presencia de glufosinato y metabolitos en los extractos de las plantas tratadas se llevó a cabo mediante LC-TOF/MS en modo de alta resolución para el ion precursor. El método fue validado analizando trigo (Triticum aestivum ) muestras (biotipos resistentes y susceptibles) tratadas con 300 g de glufosinato/ha siguiendo prácticas agronómicas convencionales.
A simple method for the simultaneous determination of glufosinate and its metabolites in plants based on liquid chromatography–ultraviolet (LC–UV) absorption detection after derivatization with fluorenylmethoxycarbonyl chloride (FMOC-Cl) of some analytes to facilitate separation is reported here. Nonavailable standard metabolites were identified by LC–TOF/mass spectrometry (MS), which also confirmed all target analytes. Ultrasound-assisted extraction was used for sample preparation (power of 70 W and duty cycle of 0.7 s/s for 10 min) with subsequent evaporation of the extractant, reconstitution and filtration as the cleanup/concentration step prior to derivatization, and chromatographic separation and detection at 270 nm for underivatized analytes and 340 nm for those that were derivatized. The chromatographic analysis was completed in 40 min using a Luna® column (C18 phase). The analytical characteristics of the method were linear dynamic range of the calibration curves within 0.047–700 μg/mL with a regression coefficient (rc) of 0.999 for glufosinate, 0.077–700 μg/mL with a rc of 0.998 for N-acetyl-glufosinate, and 0.116–600 μg/mL with a rc of 0.998 for 3-(methylphosphinico)propanoic acid. The precision for the determination of glufosinate (studied at two levels, 0.1 and 5 μg/mL) was 2.7 and 6.0 % for repeatability and 4.7 and 7.2 % for within-laboratory reproducibility, respectively. Identification and confirmatory analysis of the presence of glufosinate and metabolites in the extracts from treated plants was carried out by LC–TOF/MS in high-resolution mode for the precursor ion. The method was validated by analyzing wheat (Triticum aestivum) samples (resistant and susceptible biotypes) treated with 300 g of glufosinate/ha following conventional agronomical practices.
Titulo original:
Pre- and postnatal exposure to low dose glufosinate ammonium induces autism-like phenotypes in mice.
Autores:
Laugeray A, Herzine A, Perche O, Hébert B, Aguillon-Naury M, Richard O, Menuet A, Mazaud-Guittot S, Lesné L, Briault S, Jegou B, Pichon J, Montécot-Dubourg C and Mortaud S.
Revista:
Frontiers in Behavioral Neuroscience.
Año:
2014
Palabras clave:
glufosinato de amonio; trastornos del espectro autista; exposición pre y posnatal; neurodesarrollo; ratones.
El glufosinato de amonio (GLA) es uno de los herbicidas más utilizados en la agricultura. Como es el caso de la mayoría de los pesticidas, los posibles efectos adversos del GLA no se han estudiado desde la perspectiva de la neurotoxicidad del desarrollo. La exposición temprana a pesticidas puede debilitar la estructura básica del cerebro en desarrollo y causar cambios permanentes que conducen a una amplia gama de efectos de por vida en la salud y/o el comportamiento. Aquí, abordamos el impacto del desarrollo de GLA mediante la exposición de ratones hembra a dosis bajas de GLA durante los períodos prenatal y posnatal y analizamos los posibles cambios de comportamiento y desarrollo de la descendencia durante la infancia y la edad adulta. Una batería de pruebas neuroconductuales reveló efectos significativos de la exposición materna a GLA en el desarrollo de reflejos tempranos, la comunicación de los cachorros, los comportamientos afiliativos y la preferencia por las señales olfativas sociales. pero la reactividad emocional y la memoria emocional permanecieron inalteradas. Estas alteraciones del comportamiento mostraron un parecido sorprendente con los cambios observados en modelos animales de trastornos del espectro autista. A nivel cerebral, la exposición materna a GLA provocó cierto aumento en el peso relativo del cerebro de la descendencia. Además, la expresión reducida dePten y Peg3 , dos genes implicados en déficits similares al autismo, se observaron en el cerebro de cachorros expuestos a GLA en el día 15 posnatal. Nuestro trabajo proporciona nuevos datos sobre el vínculo entre la exposición pre y posnatal al herbicida GLA y el inicio de síntomas parecidos al autismo más adelante en la vida. También plantea preocupaciones fundamentales sobre la capacidad de las pruebas de seguridad actuales para evaluar los riesgos de exposición a pesticidas durante períodos críticos de desarrollo.
Glufosinate ammonium (GLA) is one of the most widely used herbicides in agriculture. As is the case for most pesticides, potential adverse effects of GLA have not been studied from the perspective of developmental neurotoxicity. Early pesticides exposure may weaken the basic structure of the developing brain and cause permanent changes leading to a wide range of lifelong effects on health and/or behavior. Here, we addressed the developmental impact of GLA by exposing female mice to low dose GLA during both pre- and postnatal periods and analyzed potential developmental and behavioral changes of the offspring during infancy and adulthood. A neurobehavioral test battery revealed significant effects of GLA maternal exposure on early reflex development, pup communication, affiliative behaviors, and preference for social olfactory cues, but emotional reactivity and emotional memory remained unaltered. These behavioral alterations showed a striking resemblance to changes seen in animal models of Autistic Spectrum Disorders. At the brain level, GLA maternal exposure caused some increase in relative brain weight of the offspring. In addition, reduced expression of Pten and Peg3 – two genes implicated in autism-like deficits – was observed in the brain of GLA-exposed pups at postnatal day 15. Our work thus provides new data on the link between pre- and postnatal exposure to the herbicide GLA and the onset of autism-like symptoms later in life. It also raises fundamental concerns about the ability of current safety testing to assess risks of pesticide exposure during critical developmental periods.
Titulo original:
Glufosinate binds N-methyl-d-aspartate receptors and increases neuronal network activity in vitro.
Autores:
Lantz Stephen R, Mack Cina M, Wallace Kathleen, Key Ellen F, Shafer Timothy J, Casida John E.
Revista:
NeuroToxicology.
Año:
2014
Palabras clave:
Glufosinato; Neurotoxicidad; Receptor de N -metil- d-aspartato; N -acetilglufosinato.
El glufosinato (GLF) en niveles altos en mamíferos provoca convulsiones y amnesia a través de un mecanismo que no se comprende completamente. La similitud estructural del GLF con el glutamato (GLU) implica que el sistema glutamatérgico es un objetivo de la neurotoxicidad del GLF. El trabajo actual examinó la interacción in vitro de GLF con receptores GLU de subtipo de N -metil - d -aspartato (NMDAR) y transportadores GLT-1 a través de experimentos de unión de [ 3 H]CGP 39653 y ensayos de captación de [ 3 H]GLU, respectivamente. Los efectos de GLF en la actividad de la red neuronal se evaluaron mediante grabaciones de matriz de microelectrodos (MEA) en cultivos primarios de neuronas corticales. GLF y su metabolito principal N -acetilglufosinato (NAcGLF) se unen al NMDAR; el IC 50el valor para GLF fue de 668 μM y para NAcGLF fue de aproximadamente 100 μM. Se necesitaron concentraciones de GLF superiores a 1000 μM para disminuir la captación de GLU a través de GLT-1. En grabaciones MEA de redes de neuronas corticales primarias de rata, las respuestas de concentración para NMDA, GLF y NAcGLF en las tasas de disparo medias (MFR) de la red fueron bifásicas, aumentando a concentraciones más bajas y disminuyendo por debajo de los niveles de control a concentraciones más altas. Los aumentos en MFR ocurrieron entre 3–10 μM NMDA (290 % control, máximo), 100–300 μM NAcGLF (190 % control, máximo) y 10–1000 μM GLF (340% control, máximo). El antagonista de NMDAR MK801 atenuó los aumentos de MFR tanto de NMDA como de GLF. No es probable que la concentración de GLF requerida para alterar el transporte de GLU a través de GLT-1 se alcance in vivo y, por lo tanto, no es relevante para el modo de acción neurotóxico. Sin embargo, los datos toxicocinéticos de los informes de envenenamientos humanos intencionales indican que las concentraciones de GLF en el SNC después de una exposición aguda podrían alcanzar niveles lo suficientemente altos como para provocar efectos mediados por los NMDAR. Además, la acción recientemente caracterizada de NAcGLF en el NMDAR sugiere que tanto el compuesto original como el metabolito podrían contribuir a la neurotoxicidad a través de esta vía.
Glufosinate (GLF) at high levels in mammals causes convulsions and amnesia through a mechanism that is not completely understood. The structural similarity of GLF to glutamate (GLU) implicates the glutamatergic system as a target for GLF neurotoxicity. The current work examined in vitro GLF interaction with N-methyl-d-aspartate subtype GLU receptors (NMDARs) and GLT-1 transporters via [3H]CGP 39653 binding experiments and [3H]GLU uptake assays, respectively. GLF effects on neuronal network activity were assessed using microelectrode array (MEA) recordings in primary cultures of cortical neurons. GLF and its primary metabolite N-acetylglufosinate (NAcGLF) bind to the NMDAR; the IC50 value for GLF was 668 μM and for NAcGLF was about 100 μM. Concentrations of GLF greater than 1000 μM were needed to decrease GLU uptake through GLT-1. In MEA recordings from networks of rat primary cortical neurons, the concentration-responses for NMDA, GLF and NAcGLF on network mean firing rates (MFR) were biphasic, increasing at lower concentrations and decreasing below control levels at higher concentrations. Increases in MFR occurred between 3–10 μM NMDA (290% control, maximum), 100–300 μM NAcGLF (190% control, maximum) and 10–1000 μM GLF (340% control, maximum). The NMDAR antagonist MK801 attenuated both NMDA and GLF increases in MFR. The GLF concentration required to alter GLU transport through GLT-1 is not likely to be attained in vivo, and therefore not relevant to the neurotoxic mode of action. However, toxicokinetic data from reports of intentional human poisonings indicate that GLF concentrations in the CNS after acute exposure could reach levels high enough to lead to effects mediated via NMDARs. Furthermore, the newly characterized action of NAcGLF at the NMDAR suggests that both the parent compound and metabolite could contribute to neurotoxicity via this pathway.
Titulo original:
Induction of micronuclei and nuclear abnormalities in tadpoles of the common toad (Rhinella arenarum) treated with the herbicides Liberty® and glufosinate-ammonium.
La evaluación de eritrocitos micronucleados (EM) en sangre representa un método ampliamente utilizado para la detección de daño cromosómico por agentes químicos, como los herbicidas que pueden presentarse como contaminantes del agua. Investigamos los cambios en algunos parámetros de células sanguíneas circulantes de renacuajos de sapo común ( Rhinella arenarum ) que fueron expuestos durante 48 o 96 h a tres concentraciones subletales (3.75, 7.5 y 15 mg/L) de una formulación comercial. de un herbicida a base de glufosinato de amonio (GLA) (Liberty ® , LY ® ) así como al correspondiente ingrediente activo GLA. La frecuencia de ME y otras anomalías nucleares de eritrocitos (ENA, es decir ,, núcleos lobulados, núcleos binucleados o segmentados, núcleos en forma de riñón, núcleos con muescas y núcleos picnóticos) fueron evaluados y comparados con controles positivos (ciclofosfamida, CP, 40 mg/L) y negativos (agua del grifo sin cloro). Los resultados indican que la exposición de renacuajos de R. arenarum a LY ® induce un aumento dependiente de la concentración en la frecuencia de EM. La frecuencia de ENA a las 48 h también fue significativamente mayor que en el grupo de control negativo para todos los productos químicos ensayados (CP, LY ® y GLA), mientras que a las 96 h, se encontraron aumentos de ENA sobre el grupo de control negativo solo para CP y GLA. (7.5 mg/L). Nuestro estudio demuestra que la formulación comercial de un herbicida a base de GLA induce la formación de micronúcleos en renacuajos de R. arenarum , en contraste con el ingrediente activo. De acuerdo con estos resultados, los ingredientes inertes de la formulación comercial jugaron un papel importante en la producción de daño genotóxico en eritrocitos de renacuajos de anfibios.
The assessment of micronucleated erythrocytes (ME) in blood represents a widely used method for the detection of chromosomal damage by chemical agents, such as herbicides that may occur as water contaminants. We investigated the changes in some circulating blood-cell parameters of tadpoles of the common toad (Rhinella arenarum) that were exposed during 48 or 96 h to three sub-lethal concentrations (3.75, 7.5, and 15 mg/L) of a commercial formulation of a glufosinate-ammonium (GLA)-based herbicide (Liberty®, LY®) as well as to the corresponding active ingredient GLA. The frequency of ME and other erythrocyte nuclear abnormalities (ENA, i.e., lobed nuclei, binucleates or segmented nuclei, kidney-shaped nuclei, notched nuclei, and picnotic nuclei) were evaluated and compared with positive (cyclophosphamide, CP, 40 mg/L) and negative (de-chlorinated tap water) controls. The results indicate that the exposure of R. arenarum tadpoles to LY® induces a concentration-dependent increase in ME frequency. The ENA frequency at 48 h was also significantly higher than that in the negative control group for all the chemicals assayed (CP, LY® and GLA) whereas at 96 h, increases in ENA over the negative control group were found only for CP and GLA (7.5 mg/L). Our study demonstrates that the commercial formulation of a GLA-based herbicide induces micronucleus formation in R. arenarum tadpoles, in contrast to the active ingredient. According to these results, the inert ingredients of the commercial formulation played an important role in the production of genotoxic damage in erythrocytes of amphibian tadpoles.