Los ratones de la página de al lado parecen ser machos. Pero solamente parecen serlo. Pese a que tienen órganos reproductores del sexo masculino, son diferentes. Tienen el tamaño de ratas, y como producen menos hormona sexual masculina, son menos agresivos y menos activos sexualmente. Si reciben estrógeno -una hormona sexual femenina-, luego de ser castrados, se comportan como hembras: cuando son puestos en contacto con otro macho, curvan el torso y se ofrecen para la cópula. Los cambios en el comportamiento sexual se manifiestan tan solo en los roedores adulto, pero los fenómenos que los desencadenan se concretan mucho más tempranamente: entre el final de la gestación y los primeros días de vida.
La causa de estas alteraciones -conocidas como desmasculinización y feminización de las crías- es la exposición de las ratas preñadas a dosis muy bajas, que no llegan a ser tóxicas, de pesticidas bastante utilizados en el sector agropecuario, e incluso en la dedetización de viviendas: el fenvalerato y la deltametrina, sustancias clasificadas como piretroides del tipo II, nocivas para el sistema nervioso central. También el consumo de agua contaminada con plomo o de medicamentos usados para combatir alergias (antihistamínicos) pueden alterar el comportamiento sexual de los roedores, como fue comprobado en una serie de experimentos realizados por el equipo de la investigadora Maria Martha Bernardi, de la Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia de la Universidad de São Paulo (USP).
Pese a que se valen de roedores, los experimentos sirven como indicadores de problemas que pueden afectar la reproducción de animales domésticos y silvestres, y en casos extremos, a los seres humanos, pese a que la dosis de los medicamentos suministrada a los roedores es entre tres y diez veces más elevada. Los resultados refuerzan la necesidad de extremar los cuidados en la aplicación de los insecticidas en las plantaciones, que exponen a riesgos a los trabajadores y a las mujeres embarazadas -principalmente entre el sexto y el noveno mes de gestación, cuando se completa a formación de la región del cerebro asociada al comportamiento sexual: el hipotálamo. Según datos del Sistema Nacional de InformacionesTóxico-farmacológicas (Sinitox), los defensivos agrícolas representaron en 2000 la cuarta causa de intoxicación en importancia en Brasil: se registraron 5.127 casos de envenenamiento y 1.378 intoxicaciones, correspondientes al 29% de las contaminaciones vinculadas al trabajo.
Riesgos limitados
Los estudios llaman la atención sobre los riesgos ocasionados por dos antialérgicos utilizados para tratar la rinitis (inflamación de la mucosa nasal) y la conjuntivitis (irritación de la membrana de los párpados): la difenidramina, también empleada contra las náuseas durante el embarazo, y el astemizol, prohibido el año pasado, debido a que afecta los latidos cardíacos. Alertan también sobre los peligros de la contaminación del medio ambiente con plomo, un metal tóxico liberado por la quema de combustibles y por la industrias, y que se acumula en el organismo.
Maria Martha cree que los mismos efectos observados en los animales en laboratorio pueden producirse en los seres humanos. “Las mujeres embarazadas deben evitar el contacto con esas sustancias, que pueden atravesar la placenta y llegar al cerebro de los bebes”, recomienda. “En caso de que esto suceda, los efectos solamente se notarían en la pubertad”. Pero, pese a que son posibles, los riesgos son poco probables, ya que no siempre una sustancia que no se ha mostrado segura en ratones es prejudicial para los seres humanos -y viceversa. “Las investigaciones con animales utilizan dosis mucho más elevadas que las terapéuticas”, afirma Anthony Wong, director del Centro de Asistencia Toxicológica del Hospital de Clínicas de la Facultad de Medicina de la USP. “Los ratones integran el primer grupo de mamíferos utilizados en pruebas de medicamentos, que deben ser repetidos en otras especies”.
Las sustancias estudiadas actúan sobre el hipotálamo, región del cerebro que controla la producción de dos hormonas que ayudan en la determinación sexual y regulan el funcionamiento de los ovarios y de los testículos -las hormonas luteinizante (LH) y folículo estimulante (FSH). En los ratones, el hipotálamo madura durante el período que se extiende entre el 18º día de la gestación, que dura 22 días en total, y la primera semana luego del nacimiento. Es un período crítico, correspondiente a los tres últimos meses del embarazo de la mujer y al comienzo del amamantamiento del bebé, cuando se produce en el macho la llamada masculinización del hipotálamo, que entonces se prepara para asumir, años más tarde, en la pubertad, el patrón masculino de producción de LH y FSH. Independientemente del sexo determinado en la fecundación por los cromosomas X e Y, el hipotálamo del feto tiene características femeninas. En el sexo masculino, ese patrón es alterado únicamente al final del embarazo debido a la sensibilización de esa región del cerebro, disparada por la hormona masculina testosterona.
Antialérgicos
Cuando Maria Martha decidió investigar el efecto de los antialérgicos sobre la prole de ratas, en los años 80, existían pocos estudios sobre drogas que actuasen sobre la histamina, una sustancia que desencadena la inflamación, pero que en el sistema nervioso central actúa como neurotransmisor y regula la liberación hormonal. El foco inicial fue la difenidramina, un antialérgico que se transforma en dimenhidrinato, uno de los principios activos del medicamento Dramin, utilizados por las embarazadas para combatir las náuseas. Las pruebas realizadas en la USP mostraron que dicha sustancia, aplicada en ratas preñadas, puede retardar la pubertad.
Para descubrir si la difenidramina interfería en el comportamiento sexual de las crías, Maria Martha trabajó con Silvana Chiavegatto, del Instituto de Ciencias Biomédicas de la USP, en experimentos en los cuales ratas preñadas recibieron, durante la gestación, dosis diarias cuatro veces más elevadas que la máxima indicada para humanos. Como resultado de ello, los machos, cuando llegaban a la edad adulta, exhibían un comportamiento sexual reducido: intentaban aparearse con las hembras menos veces y demoraban más para eyacular. Estudios posteriores mostraron que el efecto de esas sustancias era duradero y afectaba la diferenciación sexual de las crías, emasculándolas.
En las pruebas en las cuales los roedores son colocados un por uno en un espacio, los machos, generalmente menos interesados en el ambiente, debido a que no precisan alimentar a la prole, pasaron a explotarlo de manera similar a las hembras. Maria Martha y Silvana lo comprobaron: la difenidramina alteraba el sistema del neurotransmisor dopamina, asociado al control del comportamiento sexual masculino.El avance de los antihistamínicos llevó Maria Martha a analizar el astemizol, por entonces usado para tratar la rinitis y la conjuntivitis. Aplicado en ratas durante la gestación o en la primera semana de amamantamiento, en dosis diez veces superiores a la indicada para los seres humanos, el astemizol actuó de manera similar a la difenhidramina sobre el comportamiento sexual de las crías machos. Independientemente del período en el que era aplicado, el producto alteró el funcionamiento de la dopamina y afectó al sistema nervioso del feto, de acuerdo con un artículo publicado en la edición de marzo/abril de Neurotoxicology and Teratology .
Estrés químico
Simultáneamente, otro grupo de Veterinaria de la USP, coordinado por Yara Almeida, trabajó con el fenvalerato, un insecticida de la clase de los piretroides tipo II -sustancias tóxicas para el sistema nervioso central que representan un 30% de la producción mundial de plaguicidas. Yara verificó que el fenvalerato, así como también el piretroide deltametrina, interfiere en la actividad del neurotransmisor Gaba, asociado al aprendizaje y al comportamiento sexual, provocando una especie de estrés químico ocasionado por la liberación de corticosterona, la hormona del estrés. En los años 70, investigadores estadounidenses comprobaron que el estrés generado por factores ambientales, como el frío y la escasez de alimentos, causaba la desmasculinización y la feminización de ratones.
Y ahora quedaba demostrado que el estrés químico actuaba de manera similar. En los experimentos, las ratas preñadas recibieron dosis de fenvalerato 500 veces superiores a la ingestión diaria aceptable para seres humanos entre el 18º día de gestación y los primeros cinco días de amamantamiento. Luego, los hijos machos, colocados para copular con las hembras, demoraban más para eyacular (montaban a las ratas 22 veces antes de lograr una eyaculación, frente a las 15 veces de los machos cuyas madres no habían recibido el plaguicida) y presentaban alrededor de un 40% menos de testosterona que los del grupo de control.
Para estudiar el estrés químico, Maria Martha y otra investigadora de Veterinaria, Maria Rita Pereira da Silva, crearon un modelo experimental con la picrotoxina, una sustancia tóxica extraída de la enredadera anamirta (Anamirta cocculus ), que inhibe la actividad del Gaba de manera similar a los piretroides. Sus efectos se hicieron evidentes rápidamente. Cuando los ratones fueron colocados con las hembras, aquéllos que habían sido expuestos a la picrotoxina en el período perinatal (en el útero e inmediatamente después del nacimiento) demoraban dosveces y media más para intentar el primer apareamiento, y tres veces más para conseguir la primera cópula eficaz que los machos que no habían estado en contacto con el compuesto. Los ratones del primer grupo montaban más veces a las hembras hasta lograr la primera eyaculación, tenían la mitad del nivel normal de testosterona y pesaban menos que los machos normales. En las crías hembras, se registró una masculinización: las ratas cuyas madres habían estado en contacto con la picrotoxina no menstruaban y permanecían permanente en celo.
Según Maria Martha, la picrotoxina y los piretroides tipo II interfieren en el funcionamiento del sistema Gaba por dos mecanismos, uno asociado a la madre y el otro a la cría. En la prole, inhiben la acción del neurotransmisor, que controla la producción de la hormona sexual masculina en los testículos -esencial para masculinizar al hipotálamo al final de la gestación y durante las primeras horas de vida. En las ratas preñadas, la alteración en el sistema Gaba reduce la cantidad de hormona liberadora de gonadotrofina (GnRH, que estimula la producción de testosterona en los testículos) disponible en el calostro, el líquido producido por las glándulas mamarias durante los primeros días después del parto. La prole, al recibir menos GnRH, puede producir testosterona antes o después del momento crítico de la masculinización del hipotálamo o producir hormonas masculinas menos potentes.
Los efectos del plomo
Otra sustancia tóxica que actúa de manera similar es el plomo. En un estudio en el que administraron esa sustancia a ratas durante la primera semana de lactancia, Maria Martha y la doctoranda Marcela Gonçalves Sant’Ana observaron que el metal, que inhibe la acción de la GnRH, afectó el comportamiento sexual de las crías machos. La administración de la sustancia en una concentración del 0,1% promovió la desmasculinización de la prole, mientras que las crías de ratas que ingirieron plomo en un tenor de un 1% presentaron otro efecto indeseable, la eyaculación precoz.
El modelo de la picrotoxina se ha mostrado sumamente útil para entender la masculinización del cerebro: sugiere que el momento más importante de ese proceso, al menos en los ratones, es el comprendido por las primeras horas tras el parto. “Este modelo permite estudiar no solamente las alteraciones del comportamiento, sino también en qué áreas del hipotálamo se producen las modificaciones”, comenta Oduvaldo Marques Pereira, del Instituto de Biociencias de la Universidad Estadual Paulista (Unesp) de Botucatú, que complementó el modelo de la USP.
Recientemente, Pereira ha demostrado la feminización de ratones expuestos al estrés químico en el período perinatal.Pese a que en la especie humana la determinación del comportamiento sexual es más compleja, puesto que existen también influencias sociales y culturales, Pereira afirma: “Con base en los experimentos con ratones, estimo que el ser humano también está sujeto a alteraciones de comportamiento provocadas por la exposición, ocupacional o premeditada a estas sustancias, o por el consumo, crónico o eventual, de esos medicamentos durante el período perinatal.”
Un herbicida produce sapos hermafroditas
Los trabajos de la USP sobre el impacto de los pesticidas sobre el desarrollo sexual de los ratones se encuadran en una línea de investigación que generó otra noticia preocupante recientemente. Un estudio norteamericano divulgado en abril mostró que la exposición de las larvas de sapos machos a dosis 30 veces menores que las legalmente permitidas de un tipo de herbicida, el atrazine, estimula el hermafroditismo en esos animales en desarrollo.
Debido al contacto con este producto químico, utilizado en las plantaciones para acabar con las malezas, los renacuajos de la especie Xenopus laevis , presentam características de ambos sexos. “Los machos tienen ovarios en sus testículos, y sus órganos vocales son mucho menores (que lo usual)”, afirma Tyrone Hayes, de la Universidad de California en Berkeley, autor principal del trabajo, publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences . “Su sistema reproductor no es normal.”
El atrazine, el herbicida más vendido en Estados Unidos en su categoría, también afecta a los sapos machos adultos: disminuye diez veces el índice de testosterona, la principal hormona sexual masculina. Los sapos quedan tan afeminados que tienen menos testosterona que sus compañeras del sexo opuesto.
Para Hayes, las disfunciones sexuales provocadas por dosis ínfimas de atrazine, del orden de 0,1 ppb (partes por mil millones), mucho menores que las encontradas en la lluvia o en las plantaciones, pueden constituir una de las causas de las declinación de los batracios en el mundo. El atrazine es utilizado desde hace 40 años en cultivos como el maíz y la soja de 80 países, incluido Brasil. “Parece que no existe un ambiente libre de atrazine”, dice Hayes. “De tan diseminado que está, este producto pone en riesgo a los sistemas acuáticos.”
El Proyecto
Análisis de la Influencia de Factores Ambientales y Químicos en Parámetros Vinculados con la Reproducción de Ratones
MODALIDAD
Proyecto temático
COORDINADORA
Maria Martha Bernardi – Facultad de Medicina Veterinaria de la USP
INVERSIÓN
R$ 167.193,39