Comparação de dano testicular entre ratos provenientes de explorações agrícolas orgânicas e convencionais

Dissertação de Mestrado em Ambiente, Saúde e Segurança.

O principal objetivo deste estudo consistiu em avaliar os efeitos da exposição crónica a diferentes práticas agrícolas (agricultura convencional e orgânica) sobre o sistema reprodutor masculino, particularmente em termos de dano testicular. Três grupos de 12 machos da espécie Mus musculus, pertencentes a populações naturais dos locais de estudo, foram capturados vivos para posterior avaliação do dano testicular e determinação das doses hepáticas de metais essenciais e traço, entre os quais Se, Pb, Hg e Cd. O primeiro grupo foi capturado numa exploração agrícola convencional na qual os solos são frequentemente tratados com agroquímicos. O segundo grupo foi capturado numa exploração orgânica certificada, em que o tratamento dos solos está limitado a fertilizantes orgânicos. O terceiro grupo (controlo) foi capturado numa reserva natural cujos solos nunca foram utilizados para fins agrícolas. Após eutanização, os testículos de cada indivíduo foram extraídos, fixados e processados para análise histológica, enquanto o resíduo seco dos fígados foi sujeito à quantificação de metais traço. A avaliação do dano testicular foi levada a cabo através da análise da densidade volumétrica relativa de diferentes estágios celulares espermatogénicos, de espaço intersticial e espaço luminal, juntamente com uma avaliação qualitativa do dano nos túbulos seminíferos e com a quantificação de células espermatogénicas em apoptose (TUNNEL assay). A proporção de espaço intersticial foi significativamente superior nos ratos de ambas as explorações em relação ao grupo controlo, sendo superior no grupo da exploração convencional, enquanto a proporção de espermátides tardias e espermatozoides foi significativamente inferior neste mesmo grupo, o qual não só apresentou um número significativamente superior de túbulos seminíferos desprovidos de espermatozoides e com evidências de dano estrutural, mas também uma quantidade significativamente superior de células apoptóticas, em comparação com os outros dois grupos. Estes resultados sugerem que ambas as práticas agrícolas, especialmente a agricultura convencional, originam dano testicular em ratos que se encontram naturalmente e cronicamente expostos a ambientes agrícolas enriquecidos em metais traço, confirmando a adequação da espécie Mus musculus como bioindicadora dos potenciais efeitos e consequentes riscos para a fertilidade masculina de agricultores continuamente expostos a esses ambientes.

ABSTRACT: The main goal of this study was to assess the effects of chronic exposure to different agricultural practices (conventional and organic farming) on male reproductive disruption, particularly testicular damage. Three groups of 12 male specimens of Mus musculus, each belonging to natural occurring populations in the studied sites, were captured alive for later evaluation of testicular damage and determination of the internal hepatic doses of essential and trace metals, like Se, Pb, Hg, and Cd. The first group was captured in a conventional farm in which soils are frequently treated with agrochemicals. The second group was captured in a certified organic farm, where soil treatments are limited to organic fertilizers and the third group (control) was captured in a natural reserve forest that was never used for farming. After euthanization, each mice had its liver and testicles extracted. The testicles were fixed and processed for posterior histological analysis, while the liver was oven dried for further quantification of trace metals. Testicular damage was assessed by studying the relative volumetric density of different spermatogenic stages, of interstitial space and luminal space, the seminiferous tubules injury (based on qualitative scores), and by quantifying apoptotic spermatogenic cells in the seminiferous tubules (by TUNNEL assay). The proportion of interstitial space was significantly higher in the seminiferous tubules of mice from both farming sites in relation to control group, being greater in the conventional farming group. The proportion of late spermatids and sperm cells was significantly decreased in mice from the conventional farming group, which not only revealed a significantly increased amount of seminiferous tubules lacking sperm cells and with evidence of structural damage, but also a significantly increased amount of spermatogenic cells undergoing apoptosis, in comparison with the other two groups. These results suggest that both farming practices, especially conventional farming, enhance testicular damage in mice that are naturally and chronically exposed to trace metal enriched farming environments, confirming Mus musculus as an appropriate bioindicator of the potential effects and resulting risks for male fertility of farmers continually exposed to the same environments.