Thesis (Ph.D)-Cairo University, 2023.

Bibliography: pages 80-110.

Introduction: Thiamethoxam (TMX) is a second-generation
neonicotinoid pesticide that is widely used on most crops across the world.
Thiamethoxam was easily absorbed in rats and transformed into
nitrosoguanidine, aminoguanidine, guanidine, and urea derivatives, which
could potentially affect liver functioning severely. Furthermore, TMX
exposure was linked to pronounced deleterious impacts on renal, hepatic,
cardiac, and testicular functioning. Sub-chronic dosages of TMX in male rats
caused hepatotoxicity, including the formation of necrotic foci, kidney, and
brain histopathological damage, as well as systemic biochemical changes.
Aim: There was no conclusive evidence that TMX exposure could
harm the reproductive system of female Wistar rats. Hepatotoxicity and
carcinogenicity of TMX were previously approved in mice but not in
rats. This present study's objective was to see how TMX oral treatment
affected gene expression, metabolic and hormonal parameters, and the
histological structure of reproductive organs in female Wistar rats.
Methods: Eighteen adult Female Wistar rats weighing about 165±5
gm were randomly divided into three groups (6 rats/ group). Group (1)
animals were served as a negative control group and given saline solution as
a vehicle. Group (2) administrated with 1/10 LD50 of TMX (156 mg /kg
body weight). Group (3) administrated with 1/5LD50 TMX (312 mg /kg
body weight). All groups were administered the treatments by oral gavage
daily. At the end of the experiment on day 31, the animals were weighed,
sacrificed under anesthetic overdose, and immediately dissected to collect
blood and the reproductive organs for histological investigation and further
biochemical examination.
SUMMARY
78
Results: The current study found that treating female rats with TMX
resulted in a significant decrease in the animals' body weight change. A
lower dose of TMX significantly increased serum FSH levels; conversely, a
greater dose significantly lowered FSH levels. The current study's increase in
ovarian and uterine MDA could be linked to an increase in ROS produced by
TMX. The lowered SOD, CAT, and GSH activity in the current study
demonstrated that TMX caused severe oxidative stress, affecting the body's
inherent systems and causing ovarian and uterine damage. Our
histopathology findings could be attributable to free radical production and
oxidative stress, both of which disrupt cell membrane lipids. The current
study found significant dose-dependent increases in caspase-3 protein levels
in TMX-treated rats' ovarian and uterine tissues. The expression of the P53
gene in the uterus decreased in a dose-dependent manner, with a significant
difference in the higher-dose treated group compared to the untreated group.
On the other hand, the expression of the P53 gene in the ovary resulted in a
significant downregulation in the higher one in comparison to the control
group. These data imply that TMX administration affected the transcription
of apoptosis-related genes, perhaps triggering apoptosis by activating the
intrinsic apoptotic pathway. In addition to the TMX treated group showed a
drop in Bax/Bcl-2 ratio; these variations between treatments reflect the
highly toxic effect of this dose on uterus tissues. Moreover, there is an
upregulation in Bax/Bcl-2 ratio on ovary tissues. The ovary of TMX-exposed
rats demonstrated a reduction in ovarian follicles and a disorganized
granulosa layer in the current study. Furthermore, the uterus of TMXexposed rats showed circular muscle layer degeneration with a high rate of
apoptotic figures, circular muscle necrosis infiltrated by lymphocytes, and
epithelial hyperplasia in the form of finger-like projections.

يعد الثيامثوكسام مبيد حشري من الجيل الثاني نيونيكوتينويد يستخدم في غالبية المحاصيل الزراعية في جميع أنحاء العالم. يتم امتصاصه في الفئران وتحويله إلى مشتقات الجويندين , امينو جويندين , نيتروسو جويندين واليوريا ولديه القدرة على التسبب في اضطرابات شديدة في وظائف الكبد بظهور بؤر نخرية. علاوة على ذلك ، ارتبط التعرض للثيامثوكسام بآثار ضارة واضحة على وظائف الكلى والقلب والخصية والدماغ بالإضافة إلى التغيرات الكيميائية الحيوية النظامية عن طريق الجرعات المزمنة من الثيامثوكسام في ذكور الجرذان.
الهدف من هذه الدراسة هو تقييم الآثار الخطرة لإعطاء ثياميثوكسام عن طريق الفم على التعبير الجيني ، والمتغيرات الكيميائية الحيوية والهرمونية ، وكذلك على التركيب النسيجي للأعضاء التناسلية في إناث جرذان ويستار.
تعرضت اناث الجرذان الى جرعتين مختلفتين من الثياميثوكسام (156 & 312 مجم / كجم من وزن الجسم ). وفي نهاية التجربة في اليوم الحادي والثلاثين ، تم وزن الحيوانات ، وتشريحها على الفور تحت التخدير وتم جمع الدم لعمل تحليل الهرمونات ، والأعضاء التناسلية للفحص النسيجي ، والمزيد من الفحص البيوكيميائي.
1- أظهرت النتائج أن الثياميثوكسام قد تسبب في انخفاضًا كبيرًا في وزن الجسم مقارنة بالمجموعه الضابطه.
2- أظهرت النتائج ايضا أن الجرعة الاقل من الثياميثوكسام تسببت في زيادة كبيرة في هرمون FSH ومع ذلك ، انخفض مستوي FSH بشكل ملحوظ فى الجرعات الاعلى .
3- كما تسبب في ضعف نشاط إنزيمات الأكسدة / مضادات الأكسدة في الرحم ، زيادة مستوى MDA ، مع انخفاض مستوى كلا من CAT و GSH
4- اظهر الفحص التشريحى لانسجه المبيض والرحم الاجهاد التاكسدى وارتفاع ملحوظ لبروتين الكاسباس 3
5- أظهر الفحص عن الجين P53 في الرحم اضظرابا تنظيميا للاسفل تشير هذه النتائج إلى موت الخلايا.
6- أظهر الفحص عن الجين P53 في المبيضاضظرابا تنظيميا للاسفل فى الجرعات الاعلىتشير هذه النتائج إلى موت الخلايا.
7- أظهر الفحص عن الجين Bcl2/Bax في المبيض اضظرابا تنظيميا للاعلىتشير هذه النتائج إلى موت الخلايا.
8- أظهر الفحص عن الجين Bcl2/Bax في الرحم اضظرابا تنظيميا للاسفل.
9- أظهر مبيض الجرذان المعرضة لثياميثوكسام انخفاضًا في بصيلات المبيض. بالإضافة إلى الخلايا الأصفرية التنكسية مع وجود فجوات.
10- علاوة على ذلك ، أظهر رحم الجرذان تنكسًا دائريًا في الطبقة العضلية مع معدل مرتفع من أشكال موت الخلايا المبرمج ، ونخر عضلي دائري مخترق بواسطة الخلايا الليمفاوية ، وتضخم في شكل نتوءات تشبه الإصبع.
استنتاجا للنتائج السابقه, ان الثياميثوكسام له تأثيرا على الصحة الإنجابية في اناث الجرذان البيضاء البالغة نظرًا لتأثيرها على الإجهاد التأكسدي ، وخلل فى مستويات الهرمونات التناسلية ، والتغيرات النسيجية المرضية ، وتغيير التعبير عن الجينات المرتبطة بالاستماتة في الرحم والمبيض.

Issues also as CD.

Text in English and abstract in Arabic & English.