تعداد نشریات | 161 |
تعداد شمارهها | 6,532 |
تعداد مقالات | 70,501 |
تعداد مشاهده مقاله | 124,107,044 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 97,212,030 |
Effects of Spirulina platensis on Iron Oxide Nanoparticles Induced-oxidative Stress and Liver Damage in Grey Mullet (Mugil cephalus) | ||
Iranian Journal of Veterinary Medicine | ||
مقاله 8، دوره 17، شماره 1، فروردین 2023، صفحه 75-86 اصل مقاله (1.78 M) | ||
نوع مقاله: Anatomy- Histology | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/ijvm.17.1.1005284 | ||
نویسندگان | ||
Omid Koohkan1؛ Hassan Morovvati* 1؛ Ali Taheri Mirghaed2 | ||
1Department of Basic Sciences, Faculty of Veterinary Medicine, University of Tehran, Tehran, Iran. | ||
2Department of Aquatic Health and Diseases, Faculty of Veterinary Medicine, University of Tehran, Tehran, Iran. | ||
چکیده | ||
Background: Nanoparticles are increasingly exposed to ecosystems and people due to their large-scale manufacture and usage. The use of nanomaterials has increased their discharge into the aquatic environment. Objectives: This research evaluated the protective effect of Spirulina platensis against liver damage and oxidative stress in grey mullet (Mugil cephalus) after exposure to Iron oxide nanoparticles. Methods: Juvenile grey mullets were randomly classified into 12 equal groups: Group 0, 96h control group; Group 1, 60 days control group; Group 2, iron oxide nanoparticles (IONPs) at 15mg/kg for 96h; Group 3, IONPs at 15mg/kg for 60 days; Group 4, S. platensis at 300mg/kg for 96h; Group 5, S. platensis at 300mg/kg for 60 days, Group 6, IONPs at 15mg/kg+S. platensis at 300mg/kg for 96h; Group 7, IONPs at 15mg/kg+S. platensis at 300mg/kg for 60 days; Group 8, IONPs at 15mg/kg (for 2 weeks) followed by S. platensis at 300mg/kg for 96h; Group 9, IONPs at 15mg/kg (for 2 weeks) followed by S. platensis at 300mg/kg for 60 days; Group 10, S. platensis at 300mg/kg (for 2 weeks) followed by IONPs at 15mg/kg for 96h; Group 11, S. platensis at 300mg/kg (for 2 weeks) followed by IONPs at 15mg/kg for 60 days. At the end of the experiment, samples of the liver were extracted and subjected to analyses to measure reduced glutathione (GSH), superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), and malondialdehyde (MDA) Results: MDA levels in the liver were shown to have dramatically risen in the current investigation, but antioxidant SOD and GSH activity in the IONPs-treated group had significantly reduced compared to the controls. When compared to fish solely treated with IONPs, S. platensis treatment dramatically reduced liver MDA and CAT activity and raised SOD and GSH. Conclusion: All prior metrics significantly improved when IONPs-induced liver damage in fish was prevented by spirulina. By scavenging free radicals, reducing inflammation, and restoring endogenous antioxidant defense systems, S. platensis therapy has a protective effect in the liver of grey mullet against damage and oxidative stress in the IONPs. | ||
کلیدواژهها | ||
Antioxidant؛ Iron oxide nanoparticles؛ Liver؛ Mugil cephalus؛ Spirulina platensis | ||
عنوان مقاله [English] | ||
اثر اسپیرولینا پلاتنسیس بر استرس اکسیداتیو و آسیب کبدی ناشی از نانوذرات اکسید آهن در کفال خاکستری (Mugil cephalus) | ||
نویسندگان [English] | ||
امید کوهکن1؛ حسن مروتی1؛ علی طاهری میرقائد2 | ||
1گروه علوم پایه، دانشکده دامپزشکی، دانشگاه تهران، تهران، ایران. | ||
2گروه بهداشت و بیماری های آبزیان، دانشکده دامپزشکی، دانشگاه تهران، تهران، ایران. | ||
چکیده [English] | ||
زمینه مطالعه: به واسطه تولید و کاربرد فراوان نانوذرات، مواجهه انسان و اکوسیستم ها با آن افزایش یافته است. افزایش استفاده از نانوذرات منجر به بالارفتن میزان ورود این مواد به محیط های آبی شده است. هدف: مطالعه حاضر به منظور بررسی اثر محافظتی اسپیرولینا پلاتنسیس (Spirulina platensis) بر آسیب کبدی و استرس اکسیداتیو ناشی از نانوذرات اکسید آهن در کفال خاکستری (Mugil cephalus) انجام شد. روش کار: ماهیان جوان کفال خاکستری به طور تصادفی در 12 گروه مساوی تقسیم شدند: گروه 0: کنترل 96 ساعت، گروه 1: کنترل 60 روز، گروه 2: 15 میلیگرم به کیلوگرم وزن نانوذرات اکسیدآهن به مدت 96 ساعت، گروه 3: 15 میلیگرم به کیلوگرم وزن نانوذرات اکسیدآهن به مدت 60روز، گروه 4: 300 میلیگرم به کیلوگرم وزن جلبک اسپیرولینا به مدت 96 ساعت،گروه 5: 300 میلیگرم به کیلوگرم وزن جلبک اسپیرولینا به مدت 60 روز، گروه 6: 15 میلیگرم به کیلوگرم وزن نانوذرات اکسیدآهن به همراه 300میلیگرم به کیلوگرم وزن جلبک اسپیرولینا بصورت همزمان به مدت 96 ساعت، گروه 7: 15 میلیگرم به کیلوگرم وزن نانوذرات اکسیدآهن به همراه 300میلیگرم به کیلوگرم وزن جلبک اسپیرولینا بصورت همزمان به مدت 60 روز، گروه 8: 15 میلیگرم به کیلوگرم وزن نانوذرات اکسیدآهن به مدت 2 هفته و سپس آغاز دریافت روزانه 300 میلیگرم به کیلوگرم وزن جلبک اسپیرولینا به مدت 96 ساعت، گروه 9: 15 میلیگرم به کیلوگرم وزن نانوذرات اکسیدآهن به مدت 2 هفته و سپس آغاز دریافت روزانه 300 میلیگرم به کیلوگرم وزن جلبک اسپیرولینا به مدت 60روز، گروه 10: 300 میلیگرم به کیلوگرم وزن جلبک اسپیرولینا به مدت 2 هفته و سپس آغاز دریافت 15میلیگرم به کیلوگرم وزن نانوذرات اکسیدآهن به مدت 96 ساعت،گروه 11: 300 میلیگرم به کیلوگرم وزن جلبک اسپیرولینا به مدت 2 هفته و سپس آغاز دریافت 15میلیگرم به کیلوگرم وزن نانوذرات اکسیدآهن به مدت 60روز، در پایان آزمایش، نمونههای بافت کبد جدا و برای تعیین گلوتاتیون احیا شده (GSH)، سوپراکسید دیسموتاز (SOD)، کاتالاز (CAT) و مالون دیآلدئید (MDA) تجزیه و تحلیل شدند. نتایج: در مطالعه حاضر، سطوح MDA در کبد به طور معنی داری افزایش یافت در حالی که فعالیت آنتی اکسیدانی SOD و GSH در کبد در گروه مواجهه شده باا IONPs در مقایسه با گروه کنترل به طور معنی داری کاهش یافت. درمان با اسپیرولینا پلاتنسیس به طور معنی دار باعث کاهش فعالیتهای MDA و CAT و افزایش SOD و GSH کبدی در مقایسه با ماهیهای تحت درمان با IONPs شد. نتیجهگیری نهایی: این نتایج به وضوح نشان داد که SOD و GSH در مهار تشکیل رادیکال های آزاد اکسیژن در بافت کبد نقش دارند. آسیب کبدی ناشی از IONPs در ماهیان محافظت شده با اسپیرولینا باعث بهبود معنادار در تمام پارامترهای قبلی شد. درمان با اسپیرولینا پلاتنسیس از طریق مهار رادیکال های آزاد و فعالیت های ضد التهابی و همچنین بازسازی مکانیسم های سیستم دفاعی آنتی اکسیدان های درون زا، اثر محافظتی در برابر صدمات کبدی و استرس اکسیداتیو در کبد ماهیهای مسموم با IONPs نشان میدهد. | ||
کلیدواژهها [English] | ||
آنتی اکسیدان, نانوذرات اکسید آهن, کبد, کفال خاکستری, اسپیرولینا پلاتنسیس | ||
اصل مقاله | ||
1. Introduction Determination of stress oxidative and antioxidant in liver
Histopathological changes
Liver sections of animals treated with IONPs for 3 days, revealed a rise of the melanomacrophage centers and hyperemia (Figure 5b), which was more severe in the 60-day group (Figure 6a) (Figures 6b, 7a).
A substantial degree of vacuole degradation was detected in several samples (Figure 7a, 7b).
It is interesting to note that S. platensis therapy stopped the histopathological changes caused by IONPs. Lesions seen in the livers of S. platensis plus IONPs intoxicated animals were much less than those seen in the IONPs alone group (Figure 8a, 8b).
The severity of the liver lesions seen in the gray mullet’s liver after various treatments are shown in Table 1.
Funding
| ||
مراجع | ||
Abd El-Baky, H. H., El Baz, F. K., & El-Baroty, G. S. (2009). Enhancement of antioxidant production in Spirulina platensis under oxidative stress. Acta Physiologiae Plantarum, 31, 623-631. [Link] Abdelhalim, M. A., & Jarrar, B. M. (2012). Histological alterations in the liver of rats induced by different gold nanoparticle sizes, doses and exposure duration. Journal of nanobiotechnology, 10, 5. [PMID] [PMCID] Amin, A., Hamza, A. A., Daoud, S., & Hamza, W. (2006). Spirulina protects against cadmium-induced hepatotoxicity in rats. American Journal of Pharmacology and Toxicology, 1(2), 21-25. [DOI:10.3844/ajptsp.2006.21.25] Badi, N., Fazelipour, S., Naji, T., Babaei, M., & Kalantari Hesari, A. (2022). Histomorphometric and biochemical study of liver and thyroid hormones following administration of MoO3 nanoparticles in female rats. Iranian Journal of Veterinary Medicine, 16(2), 188-201. [Link] Cornell, R. M., & Schwertmann, U. (2003). The iron oxides: Structure, properties, reactions, occurrences, and uses. Weinheim: Wiley-VCH. [Link] Darenskaya, M. A., Kolesnikov, S. I., Rychkova, L. V., Grebenkina, L. A., & Kolesnikova, L. I. (2018). Oxidative stress and antioxidant defense parameters in different diseases: Ethnic aspects. Free Radical Biology and Medicine, 120(Supplement 1,), S60. [DOI:10.1016/j.freeradbiomed.2018.04.199] Dashtipour, K., Liu, M., Kani, C., Dalaie, P., Obenaus, A., & Simmons, D., et al. (2015). Iron accumulation is not homogenous among patients with Parkinson’s disease. Parkinson's Disease, 2015, 324843. [PMID] [PMCID] El-Baky, A., Hanaa, H., El Baz, F. K., & El-Baroty, G. S. (2009).Enhancement of antioxidant production in Spirulina platensis under oxidative stress. Acta physiologiae plantarum, 31(3), 623-631. [Link] Elmallah, M., Elkhadragy, M. F., Al-Olayan, E. M., & Abdel Moneim, A. E. (2017). Protective effect of fragaria ananassa crude extract on cadmium-induced lipid peroxidation, antioxidant enzymes suppression, and apoptosis in rat testes. International Journal of Molecular Sciences, 18(5), 957. [PMID] [PMCID] Estelrich, J., Escribano, E., Queralt, J., & Busquets, M. A. (2015). Iron oxide nanoparticles for magnetically-guided and magnetically-responsive drug delivery. International Journal of Molecular Sciences, 16(4), 8070-101. [PMID] [PMCID] Farag, M. R., Alagawany, M., El-Hack, M. E. A., & Dhama, K. (2016). Nutritional and healthical aspects of Spirulina (Arthrospira) for poultry, animals and human. International Journal of Pharmacology, 12(1), 36-51. [DOI:10.3923/ijp.2016.36.51] Garner, K. L., & Keller, A. A. (2014). Emerging patterns for engineered nanomaterials in the environment: A review of fate and toxicity studies. Journal of Nanoparticle Research, 16, 2503. [Link] Gokduman, K., Bestepe, F., Li, L., Yarmush, M. L., & Usta, O. B. (2018). Dose-, treatment-and time-dependent toxicity of superparamagnetic iron oxide nanoparticles on primary rat hepatocytes. Nanomedicine, 13(11), 1267-1284. [PMID] [PMCID] Grover, V. A., Hu, J., Engates, K. E., & Shipley, H. J. (2012). Adsorption and desorption of bivalent metals to hematite nanoparticles. Environmental Toxicology and Chemistry, 31(1), 86-92. [DOI:10.1002/etc.712] [PMID] Hassan, A. M., Abdel-Aziem, S. H., & Abdel-Wahhab, M. A. (2012). Modulation of DNA damage and alteration of gene expression during aflatoxicosis via dietary supplementation of Spirulina (Arthrospira) and Whey protein concentrate. Ecotoxicology and Environmental Safety, 79, 294–300. [PMID] Hussein, S. A., Abd el-hamid, O. M., El-tawil, O. S., Laz, E. S., & Taha, W. M. (2019). Attenuating effect of Spirulina platensis against mycotoxin induced oxidative stress and liver damage in male albino rats. International Journal of Pharma Sciences, 9(2), 2039-2044. [Link] Jarockyte, G., Daugelaite, E., Stasys, M., Statkute, U., Poderys, V., & Tseng, T. C., et al. (2016). Accumulation and toxicity of superparamagnetic iron oxide nanoparticles in cells and experimental animals. International Journal of Molecular Sciences, 17(8), 1193. [PMID] [PMCID] Karadeniz, A., & Cemek, M. (2006). Protective effect of Spirulina platensis against lead toxication in rats. Journal of Animal and Veterinary Advances, 5(12), 1113-1116. [Link] Karadeniz, A., Cemek, M., & Simsek, N. (2009). The effects of Panax ginseng and Spirulina platensis on hepatotoxicity induced by cadmium in rats. Ecotoxicology and Environmental Safety, 72(1), 231-235. [PMID] Keerthika, V., Ramesh, R., & Rajan, M. R. (2017). Toxicity assessment of iron oxide nanoparticles in Labeo rohita. International Journal of Fisheries and Aquatic Studies, 5(4), 01-06. [Link] Kim, J. H., & Kang, J. C. (2015). The lead accumulation and hematological findings in juvenile rock fish Sebastes schlegelii exposed to the dietary lead (II) concentrations. Ecotoxicology and Environmental Safety, 115, 33-39. [DOI:10.1016/j.ecoenv.2015.02.009] [PMID] Kim, J. H., Oh, C. W., & Kang, J. C. (2017). Antioxidant responses, neurotoxicity, and metallothionein gene expression in juvenile Korean rockfish Sebastes schlegelii under dietary lead exposure. Journal of Aquatic Animal Health, 29(2), 112-119. [PMID] Malvindi, M. A., De Matteis, V., Galeone, A., Brunetti, V., Anyfantis, G. C., & Athanassiou, A., et al. (2014). Toxicity assessment of silica coated iron oxide nanoparticles and biocompatibility improvement by surface engineering. PloS one, 9(1), e85835. [PMID] [PMCID] Mody, V. V., Cox, A., Shah, S., Singh, A., Bevins, W., & Parihar, H. (2014). Magnetic nanoparticle drug delivery systems for targeting tumor. Applied Nanoscience, 4, 385-392. [DOI:10.1007/s13204-013-0216-y] Núñez, M. T., Urrutia, P., Mena, N., Aguirre, P., Tapia, V., & Salazar, J. (2012). Iron toxicity in neurodegeneration. Biometals, 25(4), 761-776. [PMID] Pongrac, I. M., Pavičić, I., Milić, M., Brkić Ahmed, L., & Babič, M., et al. (2016). Oxidative stress response in neural stem cells exposed to different superparamagnetic iron oxide nanoparticles. International Journal of Nanomedicine, 11, 1701–1715. [PMID] [PMCID] Rahmati, M., Morovvati, H., & Abdi, R. (2022). Histomorphometric Analysis of Skin and Stress Indices of Nile Tilapia (Oreochromis niloticus) Exposed to Different Concentrations of Ammonia. Iranian Journal of Veterinary Medicine, 16(3), 288-297. [DOI:10.22059/IJVM.2022.337549.1005230] Schrand, A. M., Rahman, M. F., Hussain, S. M., Schlager, J. J., Smith, D. A., & Syed, A. F. (2010). Metal‐based nanoparticles and their toxicity assessment. Wiley Interdisciplinary Reviews: Nanomedicine and Nanobiotechnology, 2(5), 544-568. [PMID] Vidya, P. V., & Chitra, K. C. (2019). Irreversible histopathological modifications induced by iron oxide nanoparticles in the fish, Oreochromis mossambicus (Peters, 1852). Biological Forum – An International Journal, 11( 1), 01-06. [Link] Wu, X., & Dhanasekaran, S. (2020). Protective effect of leaf extract of Abutilon indicum on DNA damage and peripheral blood lymphocytes in combating the oxidative stress. Saudi Pharmaceutical Journal : SPJ : The Official Publication of The Saudi Pharmaceutical Society, 28(8), 943–950. [PMID] [PMCID] Yarjanli, Z., Ghaedi, K., Esmaeili, A., Rahgozar, S., & Zarrabi, A. (2017). Iron oxide nanoparticles may damage to the neural tissue through iron accumulation, oxidative stress, and protein aggregation. BMC Neuroscience, 18(1), 51. [PMID] [PMCID] Zhu, X., Tian, S., & Cai, Z. (2012). Toxicity assessment of iron oxide nanoparticles in zebrafish (Danio rerio) early life stages. PLoS One, 7(9), 46286. [PMID] | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 805 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 720 |