Effects of Glyphosate and Roundup® Herbicides on Cardiac and H9c2 Cells' Mitochondrial Respiration and Oxidative Stress.
Int J Mol Sci · 2026 · 27 · PMID 42196559 · 등급5 동물·현장 원저 · 발암성 > 산화스트레스·기전 · 포유동물 · 제형(GBH)
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제초제는 농업 생산량 증대를 위해 전 세계적으로 사용되고 있으나, 오염 및 심각한 건강 문제와 관련이 있다. 심장 손상은 주요 관심사이며, 글리포세이트(GP)와 그 상용 제형인 라운드업®(RU)의 각각의 기여도는 조사할 필요가 있다. 본 연구에서는 GP와 RU가 분리된 쥐 심근 미토콘드리아 및 6시간과 24시간 동안 배양한 H9c2 심근세포에 미치는 특정 영향을 연구하여, GP 및/또는 RU의 잠재적 심장 독성이 미토콘드리아 호흡 장애 및 과산화수소($\text{H}_2\text{O}_2$) 생성 증가와 연관되어 있는지 확인하고자 하였다. 이를 위해 다양한 미토콘드리아 복합체 기질과 고분해능 산소그래피를 사용하였다. GP 단독 노출은 유의한 영향을 보이지 않은 반면, RU는 OXPHOS CI에서 각각 RU군 및 대조군에 대해 심장 미토콘드리아 호흡을 감소시켰다 (21.90 $\pm$ 2.99 vs. 41.23 $\pm$ 7.09 pmol/s/mL, -46.9%, $p = 0.007$). RU는 또한 OXPHOS CI+II (-51.5%, $p = 0.003$), 최대 미토콘드리아 호흡(ETS CI+II, -46.7%, $p = 0.001$) 및 커플링(-35.4%, $p = 0.0003$)을 손상시켰다. 유사하게, RU에 24시간 노출된 경우 H9c2 세포 수가 감소하였으나 (-48.59%, $p = 0.0023$), 미토콘드리아 호흡은 증가하였다 (OXPHOS CI의 경우 +38.2%, $p = 0.03$, OXPHOS CI+II의 경우 +37.6%, $p = 0.03$, ETS CI+II의 경우 +43.2%, $p = 0.03$). GP에 24시간 노출된 후에도 유사한 경향(NS)이 관찰되었다. 결론적으로, 이러한 결과는 라운드업®가 글리포세이트에 비해 향상된 심장 독성을 가짐을 지지한다. 미토콘드리아 손상은 감소된 미토콘드리아 호흡과 증가된 과산화수소 생성 모두와 관련되어 있었다. 라운드업®에 24시간 노출된 후, 보상 메커니즘이 감소된 H9c2 세포 수를 잠재적으로 상쇄하였다. 이러한 데이터는 라운드업® 관련 심장 변화를 줄이기 위해 사용을 줄이는 것뿐만 아니라 항산화제 및 미토콘드리아 중심 치료의 효과를 조사하는 미래 연구들을 뒷받침한다.ORIGINAL ABSTRACT
Herbicides, used worldwide to improve agricultural yields, are associated with pollution and significant health problems. Cardiac damage is a major concern, and the respective contributions of glyphosate (GP) and its commercial formulation, Roundup® (RU), warrant investigation. We studied the specific effects of GP and RU on isolated rat cardiac mitochondria and on H9c2 cardiomyocytes cultured for 6 and 24 h to determine whether the potential cardiotoxicity of GP and/or RU are linked to impaired mitochondrial respiration and increased hydrogen peroxide (H2O2) production. To this end, we used various mitochondrial complex substrates and a high-resolution oxygraphy. Unlike the GP alone which demonstrated no significant effect, the RU decreased cardiac mitochondrial respiration (21.90 ± 2.99 vs. 41.23 ± 7.09 pmol/s/mL, -46.9%, p = 0.007) for OXPHOS CI in respectively the RU and the control groups. RU also impaired OXPHOS CI+II (-51.5%, p = 0.003), maximal mitochondrial respiration (ETS CI+II, -46.7%, p = 0.001) and coupling (-35.4%, p = 0.0003). Similarly, 24 h exposure to RU decreased H9c2 cell number (-48.59%, p = 0.0023) but increased their mitochondrial respiration (+38.2%, p = 0.03, +37.6%, p = 0.03, +43.2%, p = 0.03 for OXPHOS CI, OXPHOS CI+II and ETS CI+II respectively). We observed a similar trend (NS) after 24 h exposure to GP. In conclusion, these results support an enhanced cardiac toxicity of the Roundup® as compared to the glyphosate. Both decreased mitochondrial respiration and increased hydrogen peroxide production were involved in isolated mitochondria impairment. After 24 h exposure to Roundup®, a compensatory mechanism potentially counterbalanced the decreased H9c2 cell number. These data support future studies aiming to reduce Roundup®-associated cardiac alterations not only by reducing its use but also by investigating the effectiveness of antioxidant and mitochondria-focused therapy.| 저자 | Rihani, R.; Charles, A. L.; Oulehri, W.; Lejay, A.; Charloux, A.; Giannini, M.; Meyer, A.; Geny, B. |
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| 저널 | International journal of molecular sciences |
| 권·호·쪽 | 27(10) |
| PMID | 42196559 |
| DOI | 10.3390/ijms25031835 |
| MeSH | Glycine; Glyphosate; Animals; Oxidative Stress; Herbicides; Rats; Myocytes, Cardiac; Mitochondria, Heart; Cell Respiration; Hydrogen Peroxide; Cell Line; Oxygen Consumption; Oxidative Phosphorylation; Mitochondria |