Οι ενδοκρινικοί διαταράκτες επηρεάζουν βασικές λειτουργίες του ενδοκρινολογικού
συστήματος των διάφορων οργανισμών. Σε βιοχημικό επίπεδο μιμούνται τις φυσικά
παραγόμενες ορμόνες του οργανισμού, επηρεάζοντας όλες τις λειτουργίες και τα βιολογικά
μονοπάτια που εμπλέκονται οι φυσιολογικά παραγόμενες ορμόνες. Το μονομερές δισφαινόλη Α
(ΒΡΑ) είναι μία από τις πιο κοινές χημικές ουσίες που συμπεριφέρονται ως ενδοκρινικοί
διαταράκτες, αλληλεπιδρώντας με ορμονικούς υποδοχείς. Στα σπονδυλωτά και ασπόνδυλα, BPA
μιμείται την δράση των οιστρογόνων επιφέροντας σημαντικές επιπτώσεις στην ανάπτυξη των
οργανισμών. Παρ’ όλες τις μέχρι τώρα έρευνες, δεν έχει εξακριβωθεί ακόμα ο ακριβής μοριακός
μηχανισμός δράσης της δισφαινόλης στα ασπόνδυλα.
Για την μελέτη της επίδραση της δισφαινόλης στο ενδοκρινικό σύστημα των εντόμων
επιλέχθηκε το έντομο Sesamia nonagrioides (Lepidoptera: Noctuidae). Προνύμφες του εντόμου
S. nonagrioides εκτέθηκαν μέχρι το τελευταίο προνυμφικό στάδιο (6ο instar), σε επιλεγμένες
συγκεντρώσεις BPA μέσω της τεχνητής τους τροφής. Επιπλέον, προνύμφες του 6
προνυμφικού
σταδίου ενέθηκαν σε διάφορες συγκεντρώσεις ΒΡΑ. Τα αποτελέσματα των μεταγραφικών
επιπέδων των γονιδίων των θερμοεπαγώμενων πρωτεϊνών (HSP)και των δύο γονιδίων του
υποδοχέα της έκδυσης αναλύθηκαν με την μέθοδο της ημι-ποσοτικής RT-PCR και της Real
Time PCR. Τα γονίδια SnoHsp70, SnoHsc70, SnoHsp83, SnoHsp19.5, SnoHsp20.8, SnoEcR και
SnoUSP έχουν απομονωθεί και μελετηθεί στο έντομο S. nonagrioides σε προηγούμενες μελέτες.
Οι συγκεντρώσεις δισφαινόλης μέσω της τεχνητή τροφή των εντόμων, αλλά και οι ενέσιμες
συγκεντρώσεις, είχαν ως αποτέλεσμα την μείωση των μεταγραφικών επιπέδων των SnoHsp19.5
και SnoHsp20.8 mRNAs. Αντίθετα, τα μεταγραφικά επίπεδα των SnoHsc70 και SnoHsp83
αυξήθηκαν στατιστικά σημαντικά από την δράση της BPA. Σημαντική αύξηση παρουσίασαν
επίσης τα επίπεδα έκφρασης των SnoEcR και SnoUSP γονιδίων.
Η δισφαινόλη φάνηκε να επηρεάζει και το ενδοκρινικό σύστημα των εντόμων
επηρεάζοντας την διαδικασία της έκδυσης. Στην παρούσα μελέτη, αξιολογήσαμε το ποσοστό
επιβίωσης, το μήκος της κεφαλής και την αύξηση του σωματικού βάρους, προκειμένου να
παρακολουθήσουμε την επίδρασης της BPA στην ανάπτυξη των εντόμων. Σε όλα τα
αναπτυξιακά στάδια παρατηρήθηκαν μη φυσιολογικοί φαινότυποι, υποδεικνύοντας την άμεση
επίδραση της δισφαινόλης στο ενδοκρινικό και αναπαραγωγικό σύστημα των εντόμων. Η
αναλογία φύλου, το μέγεθος των όρχεων και των ωοθηκών επηρεάστηκαν επίσης από τις
ου
11
διαφορετικές συγκεντρώσεις της δισφαινόλης. Για να μελετηθεί η μακροπρόθεσμη επίδραση της
δισφαινόλης, δύο γενιές των εντόμων εκτέθηκαν σε διαφορετικές συγκεντρώσεις δισφαινόλης
και καταγράφηκαν οι μορφολογικές επιπτώσεις της σε όλα τα αναπτυξιακά επίπεδα των
εντόμων. Τα αποτελέσματά μας υποδεικνύουν ότι η BPA έχει εκδυστεροειδική δράση στο
έντομο S. nonagrioides.
Endocrine disruptors (EDs) are a structurally diverse group of compounds that may adversely
affect the health of humans and wildlife by interaction with the endocrine system. The monomer
bisphenol A (BPA)is one of the most common chemicals that behave as endocrine disruptors. In
vertebrates and invertebrates, BPA causes estrogen-like developmental effects. However, there is
still little detailed information about the molecular action of BPA in invertebrates.
In this work we examine the endocrine disrupting effects of BPA on insects and Sesamia
nonagrioides (Lepidoptera: Noctuidae) was selected to evaluate this. S. nonagrioides larvae were
continuously exposed until last (6
th
) instar, to selected concentrations of BPA applied in their
food layer. Additionally, 6
th
instar non-diapausing larvae were injected to several concentrations
of BPA. Semi-quantitative RT-PCR and Real Time PCR was used to identify the effects of BPA
at the transcriptional level of five heat shock protein and two hormone- nuclear receptor genes
that we have isolated and characterized previously from S. nonagrioides. These genes were the
SnoHsp70, SnoHsc70, SnoHsp83, SnoHsp19.5, SnoHsp20.8, SnoEcR and SnoUSP genes.
Application of BPA via the oral route or via intra-haemocoel injection induced the synthesis of
the SnoHsp19.5 and SnoHsp20.8 mRNAs. In contrast, SnoHsc70 as well as SnoHsp83, which
play a pivotal role in vertebrate sex steroid signal transduction, were significantly elevated by
BPA. A significant induction was also noticed in the expression levels of SnoEcR, and SnoUSP
as well.
Application of BPA via the oral route, also affected the developmental progression of the
insect S. nonagrioides. Different concentrations of BPA seemed to affect the endocrine system of
the insects through the molting process. In the present study, we evaluated the survival rate, head
capsule length and weight gain in order to monitor BPA’s effect in development. Abnormal
phenotypes were observed in all developmental stages determining the crucial effect of BPA in
insects’ endocrine and reproductive system. Sex ratio, testis size and ovaries size were also
affected by different concentrations of BPA. In order to access the effect of BPA in long term,
two generations of insects were treated in different concentrations of BPA. Our results
demonstrate that BPA behaves as an ecdysone-mimic in the moth S. nonagrioides.
