The Effects of Glyphosate and Roundup® Herbicides on the Kidneys' Cortex and the Medulla and on Renal Tubular Cells' Mitochondrial Respiration and Oxidative Stress.
Molecules · 2025 · 30 · PMID 40509221 · 등급5 동물·현장 동물시험 · 발암성 > 산화스트레스·기전 · 포유동물 · 제형(GBH)
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글리포세이트(GP)와 그 유도체는 거의 모든 환경에 존재하며 급성 및 만성 신장 손상을 유발할 것으로 의심된다. 이 공중 보건 문제는 상대적으로 충분히 탐구되지 않았다. 따라서 본 연구에서는 고해상도 옥시그래프(Oxygraph-2K, Oroboros instruments)를 사용하여 GP와 라운드업®(RU)의 잠재적 신장 독성이 신장 피질과 수질 모두에서 미토콘드리아 호흡 장애 및 과산화수소($\text{H}_2\text{O}_2$) 생성 증가와 관련이 있는지 확인하기 위해 쥐와 24시간 배양한 세뇨관 HK2 세포를 대상으로 조사하였다. GP 단독 투여는 수질에서 최대 탈커플링 미토콘드리아 호흡을 감소시켰다 ($-14.2\%$, $p = 0.02$). RU는 신장 피질과 수질 모두에서 미토콘드리아 호흡 사슬 복합체 I 및 $\text{I} + \text{II}$와 최대 호흡 능력을 감소시켰다 (신장 피질에서 각각 $-13.5\%$, $p = 0.04$; $-20.1\%$, $p = 0.009$; 및 $-14.7\%$, $p = 0.08$; 수질의 경우 $\text{OXPHOS } \text{I} + \text{II}$에서 $80.82 \pm 7.88$ 대 $61.03 \pm 7.67 \text{ pmol}/(\text{s}\cdot\text{mL})$, $-24.5\%$, $p = 0.003$). 유사하게, HK2 세포에서 $\text{OXPHOS } \text{CI} + \text{II}$의 감소는 GP에 비해 RU 투여 후 더 크게 나타났다 ($65.87 \pm 1.30$ 대 $51.82 \pm 3.50 \text{ pmol}/(\text{s}\cdot\text{mL})$, $-21.3\%$, $p = 0.04$). $\text{H}_2\text{O}_2$ 생성 증가는 주로 수질에서 RU 투여 후 ($\text{OXPHOS } \text{CI} + \text{II}$에서 $+14.3\%$, $p = 0.04$) 및 HK2 세포에서 ($\text{OXPHOS } \text{CI} + \text{II}$에서 $+19\%$, $p = 0.02$) 관찰되었다. 결론적으로, 수질이 GP 관련 미토콘드리아 손상에 더 취약할 수 있으나, RU 독성은 신장 피질과 수질 모두 및 배양된 세뇨관 HK2 세포에서 더 컸다. 미토콘드리아 호흡을 향상시키고 산화 스트레스를 감소시키는 것이 전 세계적으로 사용되는 이러한 제초제가 신장에 미치는 유해한 영향을 예방하거나 줄이는 데 도움이 될 수 있다.ORIGINAL ABSTRACT
Glyphosate (GP) and its derivatives are present in almost all environments and suspected to induce acute and chronic kidney injuries. This public health issue is relatively underexplored. We therefore conducted an investigation on rats and tubular HK2 cells cultured for 24 h to determine whether GP's and Roundup's® (RU) potential renal toxicity might be related to mitochondrial respiration impairment and the increased production of hydrogen peroxide (H2O2) in both the renal cortex and medulla (involved in filtration and reabsorption, respectively) using a high-resolution oxygraph (Oxygraph-2K, Oroboros instruments). GP alone decreased maximal uncoupled mitochondrial respiration in the medulla (-14.2%, p = 0.02). RU decreased mitochondrial respiratory chain complexes I and I + II and the maximal respiratory capacity both in the renal cortex (-13.5%, p = 0.04; -20.1%, p = 0.009; and -14.7%, p = 0.08, respectively) and in the medulla for OXPHOS I + II (80.82 ± 7.88 vs. 61.03 ± 7.67 pmol/(s·mL), -24.5%, p = 0.003). Similarly, in HK2 cells, the decrease in OXPHOS CI + II was greater after RU (65.87 ± 1.30 vs. 51.82 ± 3.50 pmol/(s·mL), -21.3%, p = 0.04) compared to GP. Increased H2O2 production was mainly observed after RU in the medulla (+14.3% in OXPHOS CI + II, p = 0.04) and in HK2 cells (+19% in OXPHOS CI + II, p = 0.02). In conclusion, although the medulla might be more prone to GP-related mitochondrial damage, RU toxicity was greater in both the renal cortex and medulla and in cultured tubular HK2 cells. Enhancing mitochondrial respiration and reducing oxidative stress might favor the prevention of or reduction in such worldwide-used herbicides' deleterious effects on the kidneys.| 저자 | Rihani, R.; Charles, A. L.; Oulehri, W.; Geny, B. |
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| 저널 | Molecules (Basel, Switzerland) |
| 권·호·쪽 | 30(11) |
| PMID | 40509221 |
| DOI | 10.3390/molecules30040918 |
| MeSH | Glycine; Animals; Mitochondria; Oxidative Stress; Glyphosate; Herbicides; Rats; Kidney Cortex; Cell Respiration; Kidney Medulla; Hydrogen Peroxide; Cell Line; Kidney Tubules; Humans; Male |