Modulation of adrenal cell functions by cadmium salts: 3. Sites affected by CdCl2 during stimulated steroid synthesis

Abstract

In previous studies cadmium chloride (CdCl2) nonlethally inhibited Y-1 mouse adrenal tumor cell 20-dihydroxyprogesterone (20DHP) secretion, affecting unstimulated and stimulated steroidogenic pathway sites differently. In addition, dibutyryl cAMP-stimulated 20DHP secretion was unaffected by CdCl2, while the site of the unstimulated effect was indirectly shown to involve steps between endogenous cholesterol utilization and 20-hydroxycholesterol association with mitochondrial cytochrome P450 side-chain cleavage enzyme. In the present study we determined CdCl2 effects on plasma membrane sites preceding pre-dbcAMP-stimulation of 20DHP secretion. Y-1 cells were incubated 0.5 h in medium with or without cadmium (using the concentration that inhibited adrenocorticotropin- (ACTH)-stimulated steroid secretion by 50%) together with exogenously added maximally stimulating concentrations of ACTH, cholera toxin, forskolin, or adenosine triphosphate. Cholera toxin, forskolin and ATP bypass specific plasma membrane sites involved in the synthesis of intracellular cAMP and activate the steroid hormone biosynthetic pathway. Cadmium effects on ACTH-stimulated endogenous cAMP secretion were also examined. CdCl2 significantly reduced Y-1 cell 20DHP secretion following exposure to ACTH, cholera toxin, forskolin, and ATP; it also significantly decreased endogenous cAMP secretion into culture medium. These data may be interpreted to suggest that CdCl2 altered Y-1 cell regulation of adenyl cyclase activity, which reduced cAMP-activated cholesterol uptake by mitochondria as a consequence.

Biomarqueurs Immunologiques Appliqués À L’écotoxicologie

“…Les travaux de Leblond et Hontela (1999) Jusque récemment, les mécanismes d'action des métaux lourds au niveau cellulaire du système endocrinien étaient peu connus, avec seulement quelques études portant sur l'identification des sites d'action de ces substances toxiques au niveau des cellules endocrines. Plusieurs publications rapportent néanmoins une action directe des métaux sur la stéroïdogénèse dans le tissu adrénal (Mgbonyebi et al, 1994 ;Mathias et al, 1998 ;Leblond et Hontela, 1999) et dans les gonades (Laskey et Phelps, 1991). Des études in vitro réalisées sur des tissus stéroïdogéniques exposés aux métaux ont rapporté deux types d'effets, réponse qui dépend de l'espèce et de la nature du toxique (spéciation, dose, temps d'exposition) : 1) certains métaux semblent altérer directement la fonction de l'adrénale et des gonades en inhibant des enzymes stéroïdogéniques spécifiques et 2) de nombreux métaux lourds divalents tel le cadmium (Cd 2+ ) vont modifier les concentrations intracellulaires en Ca 2+ et altérer ainsi les processus Ca 2+ qui en dépendent.…”

“…Le Ca 2+ est nécessaire pour que l'ACTH se fixe sur son récepteur, première étape de la cascade enzymatique permettant la synthèse et la sécrétion des stéroïdes au niveau du tissu adrénal. Le cadmium (Cd 2+ ), métal divalent, peut agir soit en se fixant sur un site Ca 2+ des membranes plasmatiques, soit en bloquant les canaux calciques ou en induisant le relargage du Ca 2+ stocké au niveau des mitochondries ou du réticulum endoplasmique via l'activation de récepteurs membranaires (Mathias et al, 1998). Le Cd peut passer à travers les canaux calciques des cellules phéochromocytaires, lignée cellulaire de mammifère à fonction neurosécrétrice (Hinkle et Osborne, 1994), et altérer ainsi l'influx de Ca 2+ .…”

“…Le rôle protecteur du Ca 2+ contre les effets toxiques du Cd a été démontré par Mathias et al (1998) sur des cellules tumorales d'adrénale de souris (cellules Y-1) en utilisant un milieu riche en calcium. Une augmentation de la concentration intracellulaire en Ca 2+ par le ionophore A23187 induit une augmentation de la sécrétion, basale et après stimulation, dans les cellules adrénales traitées au Cd.…”

Cell Junctions in the Testis as Targets for Toxicants

“…Thus, a significant amount of cadmium can build up in the body if exposure continues for a prolonged period. Cadmium is associated with many illnesses in humans, including lung, prostate, and kidney cancer; kidney and liver damage; bone loss; loss of brain functions; and malfunction of the reproductive systems in male and female (Andersson et al 1997;Antonio et al 1999;Bhattacharyya et al 1988;Das et al 1993;Dudley et al 1982;Flora and Tandon 1987;Goering et al 1994;Gunnarsson et al 2003;Hrdina et al 1976;Lafuente et al 2001;Mgbonyebi et al 1994;Nation et al 1989;Nishiyama and Takat 1982;Nordberg 1971Nordberg , 1975Parizek and Zahor 1956;Laskey 1994, 1999;Varga and Paksy 1991;Waalkes and Oberdorster 1990;Waalkes and S. 1994;Waalkes et al 1992;Zhou et al 1999). An increase of cadmium level in blood and semen was shown to be associated with reduced semen quality and infertility in men (for a review, see Benoff et al (2000)).…”

Influência do pH ácido, alumínio e manganês na fisiologia reprodutiva em machos de Astyanax bimaculatus (Characiformes: Characidae)

“…Já, segundo estes mesmos autores, os sítios de estimulação da produção de esteroides, desencadeada por estes cátions seriam nas etapas posteriores à ação da P450scc e a síntese de progesterona. Isso mostra que os cátions podem atuar em diferentes vias, inibitória/estimulatória como na membrana plasmática, adenilato ciclase, ou até mesmo na utilização de colesterol mitocondrial a partir de interações com íons cálcio, proteínas de membrana (P450scc) ou com lipídios (Mgbonyebi et al, 1994). (Prado et al, 2011).…”