Genotoxic potential of nonsteroidal hormones

Abstract

Hormones are cellular products involved in the regulation of a large number of processes in living systems, and which by their actions affect the growth, function and metabo­lism of cells. Considering that hormones are compounds normally present in the organism, it is important to determine if they can, under certain circumstances, lead to genetic changes in the hereditary material. Numerous experimental studies in vitro and in vivo in different systems, from bacteria to mammals, dealt with the mutagenic and genotoxic effects of hormones. This work presents an overview of the research on genotoxic effects of non­steroidal hormones, although possible changes of genetic material under their influence have not still been known enough, and moreover, investigations on their genotoxic influ­ence have given conflicting results. The study results show that mechanisms of genotoxic effect of nonsteroidal hormones are manifested through the increase of oxidative stress by arising reactive oxygen species. A common mechanism of ROS occurence in thyroid hormones and catecholamines is through metabolic oxidation of their phenolic groups. Mani­festation of insulin genotoxic effect is based on production of ROS by activation of NADPH isophorms, while testing oxytocin showed absence of genotoxic effect. Considering that the investigations on genotoxicity of nonsteroidal hormones demonstrated both positive and negative results, the explanation of this discordance involve limitations of test systems themselves, different cell types or biological species used in the experiments, different lev­el of reactivity in vitro and in vivo, as well as possible variations in a tissue-specific expres­sion. Integrated, the provided data contribute to better understanding of genotoxic effect of nonsteroidal hormones and point out to the role and mode of action of these hormones in the process of occurring of effects caused by oxidative stress.

Hormoni su ćelijski proizvodi uključeni u regulaciju velikog broja procesa u živim sistemima koji svojim dejstvom utiču na rast, funkciju ili metabolizam ćelija. Obzirom da su hormoni jedinjenja koja su uobičajeno prisutna u organizmu, značajno je utvrditi da li oni mogu pod izvesnim okolnostima dovesti do genetičkih promena na naslednom materijalu. Eksperimentalna ispitivanja u in vitro i in vivo uslovima u različitim sistemima, od bakterija do sisara, bavila su se istraživanjem mutagenih i genotoksičnih efekata hormona. U ovom radu je dat pregled istraživanja genotoksičnih efekata nesteroidnih hormona, pošto još uvek nisu dovoljno poznate moguće promene naslednog materijala pod njihovim uticajem, a i ispitivanja njihovog genotoksičnog dejstva su dala oprečne rezultate. Rezultati studija pokazuju da se mehanizmi genotoksičnog dejstva nesteroidnih hormona ispoljavaju kroz povećanje oksidativnog stresa nastankom reaktivnih vrsta kiseonika (reactive oxygen species - ROS). Uobičajeni mehanizam nastanka ROS kod tireoidnih hormona i kateholamina je putem metaboličke oksidacije njihovih fenolnih grupa. Ispoljavanje genotoksičnog efekta insulina se zasniva na produkciji ROS putem aktivacije NADPH izoformi, dok je ispitivanje oksitocina pokazalo odsustvo genotoksičnog efekta. Uzimajući u obzir da su ispitivanja genotoksičnosti nesteroidnih hormona pokazala i pozitivne i negativne rezultate, objašnjenja ovog neslaganja obuhvataju ograničenja samih test sistema, različite tipove ćelije ili bioloških vrsta upotrebljenih u eksperimentima, različiti nivo reaktivnosti u in vitro i in vivo uslovima, kao i moguće razlike u tkivno specifičnoj ekspresiji. Objedinjeni, navedeni podaci doprinose boljem razumevanju genotoksičnih efekata nesteroidnih hormona i ukazuju na ulogu i načine delovanja ovih hormona u procesu nastanka efekata izazvanih oksidativnim stresom.