Investigation of toxic factors affecting cells of rat brains exposed to 3-methylcatechol

The aim of this work was to study the effects of 3MC on the peroxidation of biomolecules in nuclear fractions and nonsynaptic mitochondrial respiration in organelles obtained from rat brains. The cytotoxicity towards rat primary astrocytes in vitro was also tested. 3MC at 1mM oxidized consuming oxygen at a rate of 1.98 ± 0.19 µM.min-1 and formed reactive quinones. At the same concentration, 3MC induced peroxidation of biomolecules in nuclear fractions obtained from rat brain homogenates and inhibited state 2 FADH2-linked respiration in nonsynaptic mitochondria. Furthermore, 3MC oxidized in the culture medium, leading to the formation of quinones. This toluene metabolite was cytotoxic to rat primary astrocytes. The concentration that killed 50 percent of cells after 72 h was 107 mM. The results of the study indicated a direct relationship between cytotoxicity and 3MC oxidation.

O 3-metilcatecol (3MC) é um metabólito do tolueno. Para esclarecer se o 3MC seria tóxico para o sistema nervoso central, examinou-se seus efeitos sobre a peroxidação de biomoléculas em frações nucleares e a respiração mitocondrial em organelas obtidas de cérebros de ratos. Também se testou a citotoxicidade para astrócitos primários de ratos. O 3MC a 1mM oxida-se consumindo oxigênio a uma taxa de 1,98 ± 0,19 mM.min-1, formando quinonas reativas. Nessa mesma concentração o 3MC peroxidou biomoléculas nas frações nucleares. Esse composto também inibiu o estado 2 da respiração mitocondrial associada ao FADH2. Além disso, o 3MC também se oxida em meio de cultura levando à formação de quinonas. Esse metabólito do tolueno foi citotóxico para astrócitos de ratos. A concentração que matou 50 por cento das células após 72 horas foi 107 mM. Os resultados desse estudo indicam uma relação direta entre a citotoxicidade e a oxidação do 3MC.

Cytotoxicity of catechol towards human glioblastoma cells via superoxide and reactive quinones generation

It is known that the exposure to benzene in the petroleum industry causes lympho-haematopoietic cancer among workers. However, there is little data concerning the toxicity of benzene to the central nervous system. Benzene easily penetrates the brain where it is metabolized to catechol. Since catechol autoxidizes in physiological phosphate buffer, we hypothesized that it could be toxic towards glial cells due to the generation of reactive oxygen species and quinones. In this work we studied the cytotoxic properties of catechol towards human glioblastoma cells. We found that catechol was toxic towards these cells after 72 hours and this toxicity was related to the formation of quinones. Catechol at 230µM killed 50% of cells. The catechol-induced cytotoxicity was prevented by the addition of 100U superoxide dismutase, which also inhibited the formation of quinones. These data suggest that catechol induces cytotoxicity via the extracellular generation of superoxide and quinones.

Sabe-se que a exposição de trabalhadores ao benzeno na indústria petrolífera é uma causa de câncer do sistema linfo-hematopoiético. Pouco se sabe, contudo, a respeito da toxicidade do benzeno no sistema nervoso central. O benzeno penetra facilmente no cérebro, onde é metabolizado a catecol. Como o catecol se auto-oxida em tampão fosfato no pH fisiológico, supôs-se que esse composto poderia ser tóxico para células gliais por gerar espécies reativas do oxigênio e quinonas. Nesse trabalho estudou-se a citotoxicidade do catecol para células de glioblastoma humano. O catecol foi tóxico após 72 horas e essa toxicidade relacionou-se com a formação de quinonas. O catecol a 230mM matou metade das células em cultura. A toxicidade do catecol e a produção de quinonas foram inibidas por 100U de superóxido dismutase. Esses dados sugerem que a toxicidade induzida pelo catecol deve-se à produção extracelular de superóxido e quinonas reativas.