9 Toxicidade
Menadione promove a biossíntese hepática dos factores de coagulação do sangue. O potencial cancerígeno da menadione foi determinado por um método de polarografia DC em N,N-dimetilformamida estritamente anidra (DMF) na presença de ácido alfa-lipóico. A formação de aniões superóxidos foi medida após a incubação de micrómomos de pulmão de rato, fígado e rim com menadiona. O potencial genotóxico da menadiona foi investigado usando a síntese não programada de DNA (UDS) e ensaios de eluição alcalina. O parâmetro de potencial carcinogênico de menadiona para alfa foi 0,0025 indicando ausência de atividade carcinogênica da menadiona. O anião superóxido foi gerado de forma concentrada e dependente do tempo quando a menadiona foi incubada com microssomos. Nas células de mamíferos (A 549) utilizadas para os ensaios de eluição alcalina e UDS, a menadiona era citotóxica em concentrações acima de 20 nmol/mL. O uso da mistura S9 (ativação metabólica) diminuiu a citotoxicidade da menadiona. Na faixa de concentração acima de 20 nmol/mL, a menadiona foi genotóxica no teste UDS na ausência de ativação metabólica. Na presença de ativação metabólica, os danos e reparos do DNA induzidos pela menadiona foram grandemente reduzidos. O tratamento de células pulmonares A 549 com 4-nitroquinolina-N-óxido (NQO) causou formação significativa de quebra única de DNA tanto na ausência como na presença de ativação metabólica. O tratamento de células pulmonares A 549 com menadiona causou a formação de quebra única de DNA na ausência da mistura S9. Na presença de ativação metabólica a menadiona não causou formação significativa de quebras de cordão de DNA. O reparo do DNA induzido pela menadiona em células A 549 era dependente da concentração, tempo e temperatura. A medição da síntese (reparo) não programada de DNA (UDS) após o tratamento com NQO e menadione produziu fortes respostas UDS na ausência da mistura de S9. Em conjunto, os resultados destes estudos sugerem o potencial mutagênico da NQO e da menadione. Esses resultados indicam que a menadiona é submetida a ciclos redox com formação de espécies reativas de oxigênio que causam danos ao DNA e reparo sem ter um potencial cancerígeno .
O stress oxidativo tem sido implicado como um mecanismo para uma variedade de formas de lesão hepática. Embora as espécies reativas de oxigênio (ROS) possam danificar diretamente as macromoléculas celulares, a morte celular induzida por oxidantes pode resultar de efeitos redox nas vias de transdução de sinal. Para entender os mecanismos da morte hepatocitária por estresse oxidativo, as funções das quinases proteicas ativadas por mitógeno (MAPKs) foram determinadas durante a lesão hepatocítica induzida por oxidan da menadione. Baixas, não tóxicas e altas concentrações tóxicas da menadiona geradora de superóxido foram estabelecidas na linha de células hepatocitárias de rato RALA255-10G. A morte por menadiona foi bloqueada por catalase e ebselen, indicando que a morte foi secundária à geração de oxidantes e não à arilação. O tratamento com uma concentração não tóxica de menadiona resultou em uma breve ativação de cinase extracelular regulada por sinal (ERK) e c-Jun N-terminal kinase (JNK). Em contraste, o tratamento com uma concentração de menadiona tóxica induziu uma ativação prolongada tanto da ERK como da JNK. A inibição química da função ERK sensibilizou os hepatócitos de RALA à morte por concentrações previamente não tóxicas de menadiona em associação com a ativação sustentada de JNK. A expressão adenoviral de uma proteína dominano-negativa para c-Jun, um substrato a jusante para JNK, bloqueou a morte por menadiona. O efeito pró-apoptótico da c-Jun não foi mediado através da via de morte mitocondrial. Em conclusão, a resistência dos hepatócitos RALA à morte induzida por menadiona por oxidan é dependente da ERK, enquanto que a morte celular é mediada pela ativação da AP-1. Estes achados identificam vias de sinalização que podem ser alvos terapêuticos na prevenção ou tratamento de lesão hepática induzida por oxidante .
A produção de H2O2 catalisada por células viáveis foi proporcional ao número de células viáveis, e o ensaio desta produção de H2O2 foi aplicado ao teste de citotoxicidade de 17 substâncias que foram utilizadas para validação internacional do procedimento de dose fixa como alternativa ao teste clássico de LD(50). A citotoxicidade das substâncias testadas foi observada 4 h após a incubação com células animais, e a viabilidade foi determinada em 10 min de acordo com o ensaio de produção de H2O2-catalítico-menadionado. IC(50) de cada substância necessária para inibição de 50% da produção de H2O2catalítica menadionada foi semelhante entre as células HepG2, HuH-6KK, HUVE, Vero, Intestine 407, NIH/3T3 e Neuro-2a. Doze substâncias, três substâncias e duas substâncias mostraram a diferença de uma, duas e três ordens na magnitude entre LD(50) e IC(50), respectivamente. Estes resultados mostram que o ensaio de produção de H2O2-catalítico-menadionado é útil para a rápida detecção de compostos tóxicos com a citotoxicidade basal comum a várias células, mas é impróprio para a detecção de compostos tóxicos específicos de órgãos .
A elevação de Ca2 + intracelular em vários tecidos através do stress oxidativo induzido pela menadione tem sido bem documentada. O aumento do nível de Ca2 + nas plaquetas resulta na agregação de plaquetas. Para testar a hipótese de que o Ca2 + induzido por menadiona pode desempenhar um papel na agregação plaquetária, estudamos o efeito da menadiona na agregação de plaquetas isoladas de ratos fêmeas. O tratamento com menadiona a PRP, que provou ser um sistema adequado, pareceu induzir alterações na turbidez dose-dependente das plaquetas em até 60% .