The role of L-type amino acid transporters in the uptake of glyphosate across mammalian epithelial tissues.
Chemosphere · 2016 · 145:487-94 · PMID 26701683 · 등급6 세포·모델 세포실험 · 환경과 생태 > 토양 거동 · 사람 · 직업
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글리포세이트는 광범위한 활성과 보고된 낮은 인체 독성으로 인해 전 세계적으로 가장 흔하게 사용되는 제초제 중 하나이다. 글리포세이트는 아미노산과 유사한 구조를 가지며 극성이 높아 경구 섭취 후 생체 이용률이 낮고 정맥 노출 후 전신 독성이 낮다. 농업 또는 주거 환경에서 글리포세이트를 분무할 경우 제초제에 대한 국소적 또는 흡입 노출이 발생할 수 있다. 피부 접촉 후에는 글리포세이트의 전신 노출이 제한적이며, 폐 노출 역시 낮은 것으로 보고되었다. 그러나 비강 흡입 노출 결과는 평가되지 않았다. 상피 조직을 통한 글리포세이트 흡수 기전을 조사하기 위해, 위장관 상피 모델인 Caco-2 세포를 통한 글리포세이트 투과도를 소에서 적출한 비강 호흡 및 후각 조직의 투과도와 비교하였다. 세 가지 조직 모두에서 포화성 글리포세이트 흡수가 관찰되었으며, 이는 상피 수송체의 활성을 시사한다. 이러한 흡수는 ATP 및 Na$^+$ 독립적이었고, 경쟁 아미노산 또는 특정 LAT1/LAT2 수송체 억제제를 포함함으로써 글리포세이트 투과도가 유의하게 감소할 수 있었다. Caco-2 세포와 비강 점막 조직을 통한 글리포세이트 투과도 저해 양상은 LAT1/2가 이 아미노산 유사 제초제의 수송에 주요 역할을 함을 시사한다. 호흡기 및 위장관을 포함한 장벽 점막의 상피 세포로의 흡수 증가는 글리포세이트의 수동적 투과도로 예측되는 것보다 더 중요한 국소적 및 전신적 영향을 초래할 수 있으며, 후각 점막에 의한 흡수 증가는 추가적인 중추신경계(CNS) 분포를 유발하여 뇌 관련 독성 위험을 증가시킬 가능성이 있다.ORIGINAL ABSTRACT
Glyphosate is one of the most commonly used herbicides worldwide due to its broad spectrum of activity and reported low toxicity to humans. Glyphosate has an amino acid-like structure that is highly polar and shows low bioavailability following oral ingestion and low systemic toxicity following intravenous exposures. Spray applications of glyphosate in agricultural or residential settings can result in topical or inhalation exposures to the herbicide. Limited systemic exposure to glyphosate occurs following skin contact, and pulmonary exposure has also been reported to be low. The results of nasal inhalation exposures, however, have not been evaluated. To investigate the mechanisms of glyphosate absorption across epithelial tissues, the permeation of glyphosate across Caco-2 cells, a gastrointestinal epithelium model, was compared with permeation across nasal respiratory and olfactory tissues excised from cows. Saturable glyphosate uptake was seen in all three tissues, indicating the activity of epithelial transporters. The uptake was shown to be ATP and Na(+) independent, and glyphosate permeability could be significantly reduced by the inclusion of competitive amino acids or specific LAT1/LAT2 transporter inhibitors. The pattern of inhibition of glyphosate permeability across Caco-2 and nasal mucosal tissues suggests that LAT1/2 play major roles in the transport of this amino-acid-like herbicide. Enhanced uptake into the epithelial cells at barrier mucosae, including the respiratory and gastrointestinal tracts, may result in more significant local and systemic effects than predicted from glyphosate's passive permeability, and enhanced uptake by the olfactory mucosa may result in further CNS disposition, potentially increasing the risk for brain-related toxicities.| 저자 | Xu, J.; Li, G.; Wang, Z.; Si, L.; He, S.; Cai, J.; Huang, J.; Donovan, M. D. |
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| 저널 | Chemosphere |
| 권·호·쪽 | 145, 487-94 |
| PMID | 26701683 |
| DOI | 10.1016/j.chemosphere.2015.11.062 |
| MeSH | Absorption, Physiological; Amino Acid Transport Systems; Amino Acids; Animals; Biological Availability; Biological Transport; Caco-2 Cells; Cattle; Cell Culture Techniques; Cell Survival; Environmental Monitoring; Epithelial Cells; Female; Glycine; Herbicides; Humans; Nasal Mucosa; Olfactory Mucosa; Permeability; Glyphosate |