The adverse impact of herbicide Roundup Ultra Plus in human spermatozoa plasma membrane is caused by its surfactant.

Abstract

The scarce research about the worldwide used glyphosate-based herbicide Roundup is controversial in human reproduction, especially spermatozoa. This study investigates the in vitro effect in human spermatozoa of Roundup Ultra Plus (RUP), its active ingredient glyphosate and its non-active, surfactant. Human spermatozoa were incubated (1h, 37°C) in presence/absence of RUP 0.01%, glyphosate, or equivalent surfactant concentration. Motility and sperm parameters were analyzed by C.A.S.A and flow cytometry, respectively. RUP significantly increases sperm plasma membrane lipid disorganization in a concentration-dependent manner while it decreases plasma membrane integrity. RUP significantly increases the death spermatozoa population after A23187-induced acrosome reaction, without affecting sperm viability, mitochondrial membrane potential, ROS content, acrosome membrane damage, phosphatidylserine exposure, A23187-induced acrosome reaction or GSK3 phosphorylation. RUP also significantly decreases motile and the a+b sperm populations. Interestingly, all sperm effects caused by RUP 0.01% are mimicked by its surfactant POEA at equivalent concentration. However, glyphosate does not affect any sperm parameter, even using 10-times higher concentration than the RUP 0.01% equivalent. RUP disturbs lipid organization and integrity of human sperm plasma membrane and reduces motility, without affecting viability or functional parameters. Importantly, RUP adverse effects in human spermatozoa are caused by the surfactant and no by glyphosate.

La escasa investigación sobre el herbicida a base de glifosato Roundup que se usa en todo el mundo es controvertida en la reproducción humana, especialmente en los espermatozoides. Este estudio investiga el efecto in vitro en espermatozoides humanos del Roundup Ultra Plus (RUP), su ingrediente activo glifosato y su surfactante no activo. Se incubaron espermatozoides humanos (1h, 37°C) en presencia/ausencia de RUP 0,01%, glifosato, o concentración equivalente de surfactante. Los parámetros de motilidad y espermatozoides se analizaron mediante C.A.S.A y citometría de flujo, respectivamente. La RUP aumenta significativamente la desorganización lipídica de la membrana plasmática de los espermatozoides de manera dependiente de la concentración, mientras que disminuye la integridad de la membrana plasmática. La RUP aumenta significativamente la población de espermatozoides muertos después de la reacción acrosómica inducida por A23187, sin afectar la viabilidad espermática, el potencial de la membrana mitocondrial, el contenido de ROS, el daño de la membrana acrosómica, la exposición a fosfatidilserina, la reacción acrosómica inducida por A23187 o la fosforilación de GSK3. La RUP también disminuye significativamente la movilidad y las poblaciones de espermatozoides a+b. Curiosamente, todos los efectos espermáticos causados por RUP 0,01% son imitados por su agente tensioactivo POEA a concentración equivalente. Sin embargo, el glifosato no afecta ningún parámetro espermático, incluso usando una concentración 10 veces mayor que el equivalente de RUP 0.01%. La RUP altera la organización lipídica y la integridad de la membrana plasmática de los espermatozoides humanos y reduce la motilidad, sin afectar la viabilidad ni los parámetros funcionales. Es importante destacar que los efectos adversos de la RUP en los espermatozoides humanos son causados por el surfactante y no por el glifosato.