Peixe-zebra como um modelo para avaliar o potencial teratogênico de nitrito

Teratogénese é um processo que interrompe o desenvolvimento normal de um embrião ou feto por determinação de alterações funcionais e estruturais permanentes, retardamento do crescimento, ou aborto em casos graves ^1. Ela pode ser causada por certos agentes naturais (teratógenos), os quais interferem com o desenvolvimento embrionário de várias maneiras ^2. Durante o desenvolvimento fetal humano, teratogens comum, tais como a radiação, agentes infecciosos, metais tóxicos e químicos orgânicos foram relatados para causar defeitos de dobras epicanthic (a dobra de pele na pálpebra superior) e clinodactilia (dedo curvo ou pés) através de erros morfogenéticos ^1.

Compreender o mecanismo molecular de teratogenesis é o primeiro passo para o desenvolvimento de tratamento e prevenção. Vários modelos de vertebrados, tais como o sapo com garras Africano (Xenopus laevis) e peixe-zebra (Danio rerio) têm sido utilizados para determinar as vias moleculares afectadas por TeratOgens. Estudos anteriores têm usado peixe-zebra como um modelo para a epidemiologia, toxicologia e teratogenesis ^3-7. Scholz et ai. considerada peixe-zebra como um "padrão ouro" para a avaliação da toxicidade ambiental. Isto é devido, em parte, para a transparência do embrião do peixe-zebra, o que permite aos investigadores visualizar o defeito de desenvolvimento, uma vez que ocorre ^8. Aproximadamente 70% dos genes humanos ortólogos tem no peixe-zebra, fazendo com que um modelo de peixe-zebra vertebrado desejável para o estudo de defeitos humanos ^9.

Alguns estudos epidemiológicos têm sugerido que o nitrato e nitrito, comumente presente em alimentos agrícolas e água, estão associados a defeitos de nascimento ou abortos espontâneos ^10,11, enquanto outros estudos não suportam essa associação ^12. Nitrato _(NO3 ^-) e nitrito _(NO 2 ^-) estão naturalmente presentes no solo e na água. Eles são uma fonte de nitrogênio para as plantas e são uma parte do nciclo itrogen ^13. Alimentos como feijão verde, cenoura, abóbora, espinafre e beterraba de fazendas que usam fertilizantes ricos em nitrato de ter aumentado significativamente os níveis de nitrato e nitrito ^7. Leite de vacas alimentadas com alimentos à base de nitrato altos e peixes em água de alta nitrato (principalmente de escoamento do solo ³⁰⁾ pode levar a seres humanos que consomem grandes quantidades de nitrato e nitrito ^14. Nitratos e nitritos são também vulgarmente utilizados na conservação de alimentos, o que aumenta dramaticamente a quantidade ingerida pelo ser humano ^12.

Níveis óptimos de nitrato e nitrito desempenham papéis fundamentais em processos fisiológicos como a homeostase vascular e função, neurotransmissão e mecanismos de defesa do hospedeiro imunológicos ^13-15. No entanto, a exposição a altos níveis de nitrato e nitrito pode levar a efeitos adversos, especialmente em lactentes e ^crianças de 16. nitrato ingerido é ainda convertido em nitrito na cavidade oral e pela microflora no the trato gastrointestinal pela microflora intestinal ^17.

Nitrato coloca crianças em um alto risco para a síndrome do bebê azul por oxidação da hemoglobina em metemoglobina, prejudicando a hemoglobina a partir do seu transporte de oxigénio capacidade ^18. Isto resulta em que a cor azul da pele que se estende para os tecidos periféricos, em casos mais graves. Oxigenação inibido de tecidos resulta em outros sintomas, mais severamente levando a coma e morte ^19,20. Sintomas semelhantes são observados em bebés e adultos em concentrações mais altas de nitrato de ^21. Níveis elevados de metemoglobina em adultos devido a resultados de intoxicação de nitrito em cianose, dor de cabeça, distúrbios respiratórios ^31, e morte se não for tratada devido a complicações relacionadas com a hipóxia tecidual vital ^32,33.

Nitrato de ingerido em níveis mais elevados também pode resultar em várias complicações de saúde. diabetes infância, diarreia recorrente e infecções recorrentes do trato respiratórioem crianças têm sido relacionados com alta nitrato ^11,17,22 ingestão. A exposição crônica a um elevado nível de nitrato está associado com a micção e hemorragia do baço. Exposição aguda a doses elevadas de nitratos pode levar a um largo espectro de condições médicas tais como dor abdominal, fraqueza muscular, sangue nas fezes e urina, desmaios, e da morte ^11. A exposição pré-natal ao nitrato em níveis elevados tem sido associada a defeitos do tubo neural e músculo-esquelético ^11.

Um relatório recente mostrou que o tratamento de embriões de peixe-zebra com nitrito levou a gema edema sac, malformações craniofaciais e axiais, e nadar bexiga noninflation ^5. No presente estudo, nós demonstramos um método para o tratamento de embriões de peixes-zebra com nitrato e nitrito para determinar o seu potencial teratogénico. Os embriões foram expostos a nitrito em diferentes concentrações e em diferentes períodos de tempo. O etanol foi utilizado como um controlo positivo, uma vez que é um agente teratogénico ^estabelecido em 23. Our método mostraram que ambas as concentrações elevadas e longos tempos de exposição a nitrito eram prejudiciais à sobrevivência e resultou em vários fenótipos, variando de leve (edema) a graves defeitos de desenvolvimento (bruto). Portanto, o peixe-zebra é um modelo útil para explorar diretamente os potenciais efeitos teratogênicos de nitrato e nitrito em embriões para complementar os estudos epidemiológicos.