Journal of Gorgan University of Medical Sciences

fa سمیت کبدی نانو لوله‌های کربن چند دیواره در موش صحرایی Liver toxicity of multiwall carbon nanotubes in rats بیوتکنولوژی پزشکی Medical Biotecnology تحقيقي Original Articles <h1 dir="RTL" style="margin-top:1.0pt;margin-right:14.15pt;margin-bottom:1.0pt;margin-left:14.2pt;text-align:justify;text-justify:kashida;text-kashida:0%;text-indent:11.35pt;line-height:16.0pt;page-break-after:auto;">زمینه و هدف: امروزه نانولوله‌های کربن چنددیواره دارای کاربردهای متعدد در زمینه انتقال دارو و ژن و زمینه‌های دیگر بیولوژیک هستند و ضروری است که باتوجه به خواص منحصر به فرد این نانوساختارها، سمیت احتمالی آنها بر موجودات زنده مورد بررسی قرار گیرد. این مطالعه به منظور تعیین سمیت نانولوله‌های کربن چنددیواره عامل‌دار شده با گروه‌های کربوکسیل بر عملکرد و ساختار بافت کبد موش‌های صحرایی انجام شد.</h1> <h1 dir="RTL" style="margin-top:1.0pt;margin-right:14.15pt;margin-bottom:1.0pt;margin-left:14.2pt;text-align:justify;text-justify:kashida;text-kashida:0%;text-indent:11.35pt;line-height:16.0pt;page-break-after:auto;">روش بررسی: در این مطالعه تجربی 50 سر موش صحرایی ماده بالغ نژاد ویستار به 5 گروه 10تایی تقسیم شدند. گروه‌بندی شامل گروه شاهد سرم فیزیولوژی و تویین و گروه‌های تیمار غلظت‌های 2.5, 5, 10, 20 mg/kg/bw از نانولوله کربن چنددیواره عامل‌دار شده با گروه کربوکسیل با قطر کمتر از 8نانومتر و طول 30میکرومتر بودند که در 8مرحله به‌صورت یک روز در میان و به روش درون صفاقی دریافت شد. خونگیری در دو مرحله (مرحله اول یک روز پس از آخرین تزریق و مرحله دوم 20 روز پس از آخرین تزریق) انجام شد. میزان فعالیت آنزیم‌های کبدی آلانین آمینوترانسفراز (alanine aminotransferase: ALT)، آسپارتات آمینوترانسفراز (aspartate aminotransferase: AST) و آلکالین فسفاتاز (alkaline phosphatase: ALP) و نیز مقدار مالون دی آلدئید در سرم خون اندازه‌گیری شد. با تهیه مقاطع بافتی از کبد تعدادی از موش‌های صحرایی در هر گروه (پس از گذشت 20روز از آخرین تزریق) با رنگ‌آمیزی هماتوکسیلین-ائوزین، ساختار بافتی کبد توسط میکروسکوپ نوری مورد بررسی قرار گرفت. حیوانات قبل از شروع تیمار و پس آن وزن شدند.</h1> <h1 dir="RTL" style="margin-top:1.0pt;margin-right:14.15pt;margin-bottom:1.0pt;margin-left:14.2pt;text-align:justify;text-justify:kashida;text-kashida:0%;text-indent:11.35pt;line-height:16.0pt;page-break-after:auto;">یافته‌ها: در مرحله اول فقط میانگین فعالیت آنزیم AST در غلظت mg/kg/bw 5 به‌طور معنی‌دار افزایش یافت (P<0.05). در مرحله دوم، فعالیت آنزیم ALP در تمام دوزهای بالاتر از mg/kg/bw 2.5، کاهش آماری معنی‌داری یافت (P<0.05) و فعالیت آنزیم‌های AST و ALT در دوزهای mg/kg/bw 10 ، 5 کاهش آماری معنی‌دار (P<0.05) و در دوز mg/kg/bw 2.5 افزایش آماری معنی‌داری (P<0.05) یافت. مطالعات بافت شناسی اختلالاتی نظیر دژنره شدن دیواره سیاهرگ مرکز لوبولی، تحلیل رفتن هسته و لیز شدن هپاتوسیت‌ها همراه با آتروفی شدید، بی‌نظمی و اتساع سینوزوئیدها و تجمع سلول‌های التهابی را در گروه‌های تیمار به‌صورت وابسته به دوز نشان داد. به‌طوری که بیشترین اختلالات مربوط به غلظتmg/kg/bw 20 بود.</h1> <h1 dir="RTL" style="margin-top:1.0pt;margin-right:14.15pt;margin-bottom:1.0pt;margin-left:14.2pt;text-align:justify;text-justify:kashida;text-kashida:0%;text-indent:11.35pt;line-height:16.0pt;page-break-after:auto;">نتیجه‌گیری: به‌نظر می‌رسد که نانولوله‌های کربنی چنددیواره عامل دار شده با گروه کربوکسیل حتی در مقادیر کم (mg/kg/bw 5, 2.5) پس از گذشت 20 روز، برای بافت کبد سمی بوده و باعث اختلالاتی در بافت و عملکرد کبد می‌شود.</h1> Background and Objective: Multiwall carbon nanotubes nowadays have multiple uses in the field of drug and gene delivery and other biological fields, and it is necessary to study their potential toxicity on organisms due to unique properties of these nanostructures. This study was conducted to determine the toxicity of multi-wall carbon nanotubes functionalized with carboxylic groups on the function and structure of the rats liver tissue. Methods: In this experimental study, 50 mature female Wistar Rats were randomly allocated into five groups including the control group of normal saline and Tween and treatment groups 2.5, 5, 10, 20 mg/kg/bw concentrations of multi-wall carbon nanotubes functionalized with carboxylic group with diameter less than 8 nm and length 30 micrometers that was received in 8 steps, intraperitoneally. Blood sampling was performed in two steps (The first stage was one day after the last injection and the second stage was 20 days after the last injection). The level of activity of the aspartate aminotransferase (AST), alanine aminotransferase (ALT), alkaline phosphatase (ALP) enzymes and the amount of malondialdehyde were measured in serum. By preparing the tissue sections of the liver, a number of rats in each group (after 20 days from the last injection) with hematoxylin-eosin staining, the tissue structure of the liver was examined by optical microscopy. Animals were weighed before and after treatment. Results: In the first stage, only the mean of AST activity at 5 mg/kg/bw concentration was significantly increased (P<0.05). In the second stage, ALP activity was significantly reduced (P<0.05) in all doses higher than 2.5 mg/kg/bw and the activity of AST and ALT in doses of 5 and 10 mg/kg/bw was significantly reduced (P<0.05) and in the dose of 2.5 mg/kg/bw was significantly increased (P<0.05). Histologic studies revealed disturbances such as degeneration of the vein wall of the lobular center, degeneration of the nucleus and hepatocyte lysis with severe atrophy, irregularity and dilatation of the sinusoids and accumulation of inflammatory cells in the treatment groups in dose-dependent manner. Based on the above findings the most disturbances were related to the 20 mg/kg/bw concentration. Conclusion: It seems that multi-wall carbon nanotubes functionalized with carboxylic group, even in small amounts (2.5 and 5 mg/kg/bw) after 20 days, are toxic on the liver and cause liver tissue and function impairment. نانولوله‌های کربن چنددیواره , آنزیم های کبدی , ساختار بافتی کبد , سمیت , موش صحرایی Multiwall Carbon Nanotubes, Liver Enzymes, Liver Tissue Structure, Toxicity, Rat 36 43 http://goums.ac.ir/journal/browse.php?a_code=A-10-1-1078&slc_lang=fa&sid=1 Mitra Kooravand Bardpareh میترا کوراوند بردپاره 5900319475328460052097 5900319475328460052097 No M.Sc in Animal Physiology, Department of Biology, Falavarjan Branch, Islamic Azad University, Isfahan, Iran کارشناسی ارشد رشته علوم جانوری گرایش فیزیولوژی جانوری، واحد فلاورجان، دانشگاه آزاد اسلامی، اصفهان، ایران Ali Noori علی نوری ali.noori55@gmail.com 5900319475328460052098 5900319475328460052098 Yes Assistant Professor, Department of Biology, Falavarjan Branch, Islamic Azad University, Isfahan, Iran استادیار گروه زیست شناسی، واحد فلاورجان، دانشگاه آزاد اسلامی، اصفهان، ایران