نوع مقاله : مقاله پژوهشی
چکیده
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
In this study the effects of excess nitrate in drinking water on liver cells of pregnancy mice were studied .
For this purpose in this research the effects of the Sodium Nitrate (doses 50, 450,900 mg ∕ liter in drinking water) during pregnancy of female mice were investigated and Blood from the left ventricle and liver tissue was studied histologically.
The One-Wey ANOVA and SPSS software were used to determine the statistical significance of differences between the values for the experimental and control groups and also Image J software were used to cell counter.
The results obtained showed a significant decrease in Weight of pregnant mice, increase ALT and AST enzymes, and also histological changes.
These observations indicate the toxicity of excess nitrates can make histological changes and tissue damages, and increased liver enzymes.
کلیدواژه‌ها [English]
یکیازمهم‌تریننگرانی‌هایبشردرمحیط‌زیست مسئلهافزایشموادآلایندهبهآب‌هامی‌باشدکهبهصورتفاضلاب،نشتنفت،پساب‌هایموادآلیومعدنیکارخانجات،موادشیمیاییگوناگوناعمازفلزاتوشبهفلزاتاست، کهموجبآلودگیآب‌هایجهانبهاشکالمختلفمی‌شوند. ترکیباتنیتروژنی یکیازمهم‌ترینآلاینده‌هایمحیط‌زیستمی‌باشدکهازجملهمهم‌ترینوخطرناک‌ترینآن‌هاآمونیاکاست. بهطورکلیدرتقسیم‌بندیآلاینده‌هایآبوجودنیتریت،نیتراتوآمونیاکدلالتبروجودآلاینده‌هایشیمیاییمعدنیدرداخلمنابعآبیدارد[21].نیتراتبا ورود بهبدنازطریقبزاقواردجریانمایعدهانیمی‌گردد[11].تقریباً 25 درصدنیتراتبعد از جذب دربدنانسان،واردغددبزاقیشدهودربزاقبهطورفعالیتا 20 برابرتغلیظمی‌گردند. باکتری‌هایهم زیستبررویسطحتحتانیزبان، موجب احیای نیتراتتوسطآنزیم‌هاینیتراتردوکتاز می‌شود[17,18] با افزایش غلظت نیترات در آب آشامیدنی بیماری‌هایی ماننداثراتسوءکوتاهوبلندمدتنیتراتبرانسان دیده شده استکهمی‌توانبهایجادبیماریمتهموگلوبینما،اثربرجنینوبهویژهسرطاناشارهکرد[1] .برمبنایهمیناثراتنیتراتبرانسانبهخصوصایجادبیماریمت هموگلوبینما، دراکثرسازمان‌هاوکشورهاحدودمجازیازغلظتنیتراتدرآب آشامیدنیوضعکردند[6] کبدبزرگ‌ترینغدهداخلیبدناستکهدربسیاریازفرایندهایاساسیفیزیولوژیکازجملهتنظیمقند،سنتزپروتئینپلاسما،سنتزلیپیدولیپوپروتئینوسنتزترشحاسید صفراویوذخیرهویتامین‌های(b12.a.d.e.k)نقشمحوریدارد [7] اینارگاندرتغییرشکلبیولوژیک،سم‌زداییوترشحتعدادزیادیازترکیباتدرون‌زاداراینقشحیاتیاست[9]شاخصبالینیآسیبدیدگیکبد،انجامآزمایش‌هایکبدیاست،اگرچهاغلبآن‌هابرایکبداختصاصینیستند،اما در صورت تغییر در مقدار آن امکان اختلال در عملکرد کبد را نشان می‌دهد.اینآزمایش‌هاشاملASTALTسرمیبودهکهدرنکروزسلول هایکبدیافزایشمییابند[7].آلانینآمینوترانسفراز ALTیکآنزیمترانسآمینازاستکهعمدتاًدرکبدیافتمی‌شودوبهنسبتکمتریدرکلیه‌ها،قلب،عضلاتاسکلتی،خون وپانکراسوجوددارد. درصورتآسیبیانکروزسلول‌هایکبدیآنزیمALTسیتوپلاسمراترککردهوازغشاعبورمی‌کندوواردسرممی‌شود.[4,19]آسپارتاتآمینوترانسفرازASTیکآنزیمترانسآمینازاستکهعمدتاًدرکبد، هم چنبن درقلبنیز مقداریزیاد از این آنزیم موجوداست[19].قسمتعمده AST درداخلسلول‌هایکبدیدرمیتوکندریهپاتوسیت‌هاقراردارد. وقتیکهآسیبخفیفالتهابیانکروزدرسلول‌هایکبدیایجادشود ASTازطریقغشایسلول‌هایآسیبدیدهآزادمی‌شودوواردسرمخونمی‌شود.درآسیب‌هایشدیدمیتوکندری‌هایسلول‌هایکبدیتخریبمی‌شوندومقادیربیشتریاز AST آزادمی‌شود[19]. آلکالینفسفاتاز ALP آنزیمیاستکهدرسلول‌هایاستئوبلاستاستخوان،اپیتلومراه‌هایصفراوی،سلول‌هایکبدیونیزدرمخاطروده‌ها،کلیهوجفتقراردارد[19]. اهمیت انجام این تحقیق به دلیل نقش مهم کبد در بدن و خاصیت سمزدایی آن و هم چنین خطرات ناشی از نیترات مازاد در آب بر روی کبد و بافت آن است.
موادوروش‌ها
دراینمطالعه که در بهار سال 1393انجام گرفت،بهمنظوربررسیاثرنیتراتسدیممحلولدرآب آشامیدنی برروی کبدازموش‌هایبالغمادهسوریبامیانگینسنی8هفتهاستفادهشدکهدراتاقپرورشحیواناتدانشکدهزیست‌شناسیدانشگاهخوارزمیتکثیرشدهبودند،حیواناتقبلوطولآزمایشدرقفس‌هایاستانداردباسیکلروشناییوتاریکی12 ساعتبدونمحدودیت آبوغذادردرجهحرارت 20-24 سانتیگرادنگهداریشدند. دراینآزمایش 36 سرموشبعدازتعییناستروسوجفت‌گیریومشاهدهپلاکواژینالبه سهگروه12 تایی تقسیمشدند. گروهاولگروهکنترل،هیچنیتراتیدریافتنکردوگروه‌هایدوم وسومبهترتیب 450و 900 میلی‌گرمنیتراتسدیمدر 5/1لیتردرآبآشامیدنیدریافتکردند،لازم به ذکر است که آب مصرفی مورد استفاده در این تحقیق آب معدنی دماوند با مقدار مشخص و ناچیز نیترات است. درروز17 بارداریموشوزنشدهوسپسبااستفادهازاتربیهوششدهو با سرنگ انسولین از بطن چپ قلب موش مادر خونگیری شد و کبد را از بدن موش خارج و مورد بررسی مورفولوژیکی قرار گرفتند، سپس کبدها را با سرم فیزیولوژی شستشو نموده و درفیکساتیوفرمالین 10% فیکسشدند. نمونه‌هایفیکسشدهبهالکل‌های 30 تا 100 % درهرکدامیکساعتبهجهتآب‌گیریمنتقلشدهوسپسنمونه‌هارادرتولوئنشفاف‌سازیکردهوبعدازحمامپارافیننهایتادرپارافینقالبگیریانجامشد. ازنمونه‌هابااستفادهازدستگاهمیکروتومبرش‌های 7 میکرونیتهیهشدوبهروشرنگ‌آمیزیهماتوکسیلینوائوزینبرش‌هایحاصلهرنگ‌آمیزیشدندومطالعهمیکروسکوپیصورتگرفتو جهت انجام شمارش سلولی از نرم‌افزارimage j، جهت تجزیه تحلیل آماری از نرم‌افزار spss و هم چنین برایتحلیلومقایسهنتایجداده‌هایمربوطبهکبدموش بالغ باردار،ازآزمونآنالیز( ANOVA) واریانسیکطرفهمقایسهوجوداختلافمعنیداربینمشخصه‌هایمختلفازاستفادهشد. داده‌هابهشکلمیانگینو (Tukey) آزمونتوکیخطایمعیارنشاندادهشدهوسطحمعنی‌دارآنهادرحدP<0.05))درنظرگرفتهشد.
نتایج
در بررسی انجام شده در قسمت مورفولوژی کاهش وزن موش‌های مادر را نشان می‌دهد که این تغییرات در گروه‌هایی که دوز نیترات بالاتری دریافت کرده بودند- گروه‌های دریافت کننده نیترات (450و900 میلی‌گرم در لیتر)- تفاوت بیشتری مشاهده شد
(جدول1)
جدول 1: مطالعهمیانگینوزنموش‌هایباردارموردمطالعه
|
تجربیدوم |
تجربیاول |
کنترل |
گروه‌ها |
|
51 |
8/52 |
5/61 |
میانگینوزنموش‌هایباردارموردبررسی |
درمطالعاتمیکروسکوپیموش‌هاییگروه اول و دوم تغییراتبافتیشدیدیدرساختارشانمشاهده شدوهمچنینسلول‌های کوپفر که سلول‌های دفاعی کبد هستند،درگروه‌‌های تجربی اول و دوم با مصرف نیترات بیشتر افزایش نشان داده که این افزایش در گروه تجربی اول بیشتر از گروه تجربی دوم است.
سلول‌هایهپاتوسیت در کبدباافزایشنیتراتکاهشمی‌یابد، کهاینکاهشدربینگروه‌هایکنترلوتجربیاولوهمچنینتجربیدوماختلافمعنی‌دارنمی‌باشدامابینگروهتجربیاولودوماختلافمعنی‌دارمیباشد.(نمودار 1)
نمودار 1: مقایسهمیزانسلول‌هایهپاتوسیت‌هایکبدیدرموشباردار
اختلاف معنی‌دار گروه تجربی دوم نسبت به گروه شاهد (P<0.05)همچنینباافزایشنیتراتفضایسینوزوئیدی نیزافزایشیافتهاست. همانطورکهدرشکلمشاهدهمی‌شودآرایشوبی‌نظمیسلولیدربافتکبدیدرگروه‌هایتجربیاولودومافزایشمی‌یابد.(شکل 1)
شکل 1 : مقطع بافتی از کبد موش باردار سوری. رنگ‌آمیزی هپاتوکسیلین ائوزین.با بزرگنمایی (100×)
نوک فلش: تغییرات هپاتوسیتی و فلش تغییرات سلول‌های کوپفر و افزایش آن را در سلول‌های کبدی نشان می‌دهد.
گروه A : گروه کنترل
گروه B : گروه تجربی اول
گروه C : گروه تجربی دوم
پیکان‌ها:نشان دهنده سلول‌های کوپفر و نوک پیکان‌ها نشان‌دهنده هپاتوسیت‌ها می‌باشد.
در بررسی بیوشیمیایی انجام شده تغییراتی در سلول‌های کبدی مشاهده شد که با افزایش مقدار نیترات آنزیم کبدی آسپارتات آمینوترانسفراز (AST)، آمینو ترانسفرازALT)) نیز افزایش می‌یابد، که این افزایش در AST به صورت معنا دار است.(نمودار 2)
جدول 2:مقایسه آنزیم های کبدی در بین گروه های مورد بررسی
|
گروهتجربیدوم |
گروهتجربیاول |
گروهکنترل |
گروه‌ها تست‌ها |
|
306 |
214 |
109 |
AST |
|
78 |
54 |
25 |
ALT |
|
125 |
112 |
129 |
ALK |
نمودار 2: مقایسه میزان آنزیم‌های کبدی در بین گروه‌های مورد بررسی
بحث:
نیتراتیکیازآنیون‌هایمعدنیمتشکلازسهاتماکسیژنو یکاتمنیتروژناستودرطبیعتازطریقترکیبشدنباکاتیون‌هابهحالتخنثیتبدیلمی‌شود.[2]نیتراتهمراهبانیتریتعمدتاًبهصورتمحلولدرمحیطزیستوجوددارند[16].نیترات‌هابه طورطبیعیدرموادطبیعیدرموادمعدنییافتمی‌شوند. آبآشامیدنیتنهادرمناطقیکهبهنیتراتآلودهباشدمیتواندنقشعمدهدرورودنیتراتبهبدنانسانداشتهباشد[1]. اگرغلظتنیتراتبالاترازحداستاندارد 45 میلی‌گرمدرلیترباشد،مصرفچنینآبیخطرناکمی‌باشد[3].
تحقیقاتزیادینشاندادندکهنیتراتبهخودیخودبرایسلامتانسانخطری ندارد،امابهدلیلوجودباکتری‌هایاحیاکنندهدرسیستمگوارشیوهمچنینوجود PH مناسبدرسیستمگوارشیمی‌تواندبهفرماحیاشدهوخطرناکنیتریتتبدیلگردد. نیتریتنیزمی‌تواندباآمین‌ها،آمیدهاوآمینواسیدهاترکیبشودوتشکیل N-nitroso دهد. بنابراینفرمخطرناکترکیباتنیتروژنهدربدن،نیتریتوترکیباتN-nitrosoمی‌باشد[5,6,10,11]کهازلحاظبیولوژیکیدربدنجاندارانپستاندارفعالهستندواثراتمرتبطباترکیباتنیتروژنهوبهخصوصنیتراتدرانسانبیشترمتوجهایندوترکیبمی‌شود[5]. هم چنیننیتروزآمینماده‌ایسرطان‌زامی‌باشدومی‌تواندمشکلاتیرادرسلامتیافرادبهوجودآورد. ازطرفیدیگرنیتروتریاکسیدهادرصورتواکنش‌هاباسوپراکسیدهادرداخلبدنمنجربهتشکیلپراکسینیتریت‌هامی‌شوندکهاینترکیباتموجبشکسترشته DNA واختلالدرتقسیمسلولیونهایتاً
خساراتبافتیخواهدشد[12,14,20].
طبقمطالعهRaat et al 2009نشاندادهشدهکهمصرفآبحاوینیتراتونیتریتسدیمباعثافزایشغلظتنیتراتونیتریتدرمعدهوپلاسمامی‌گرددوگزارششدهکهمصرفآبحاوینیتراتونیتریتسدیمباعثکم شدنغلظتنیتریتدربافتکبدوقلبمی‌شود[15] که در یافته‌های به دست آمده است با نیتراتمیتواندتغییراتیدربافتکبدمادرباردارایجادکند.اینتغییراتبهصورتاتساعدرسیاهرگمرکزلبولیبودهکهمی‌توانددراثراختلالدرعملکردبافتکبدباشد.
خطراتسلامتیبامصرفنیتراتسمیبهتواناییآندرتغییرهموگلوبینواکسیدهشدنآنوایجادمتهموگلوبینوابستهاست[8]. احتمالاً کاهشدرتعدادسلول‌هایهپاتوسیتبه علتتولیدرادیکال‌هایآزادازقبیلسوپراکسیدوانواعاکسیژن‌هایواکنشپذیریاستکهباعثپراکسیداسیونلیپیدهایغشاییوهمچنیناسیدهای چربغیراشباعداخلسیتوپلاسمیمی‌شوند.اینعملدرنهایتموجبازبینرفتنغشاسلولوآسیببهسلول‌هایکبدیخواهدشد[22]در مطالعه حاضر کاهش سلول‌های هپاتوسیت مشاهده شد.
همچنیندراینمطالعهبزرگ شدنهستههپاتوسیت‌ها،افزایشسلول‌هایدوهسته‌ایوبی‌نظمیدرلوبولاسیون،دالبراختلالومرگسلول‌هایکبدیومتعاقبآنبازسازیبافتکبدمی‌باشد.
البتهافزایشحجمسلول‌ها (هایپرتروفیشدنهپاتوسیت‌ها) احتمالاجهتجبرانکاهشذخیرهانرژیدرطیکمبوداکسیژن است،کاهش میزان اکسیژن امکان تاخیر در رشد و نمو بافت‌ها را سببمی‌شود. درتحقیقاتاولیهکهتوسطAsChina et alدرسال 1971 انجامگرفت،نشاندادکهترکیبسدیمنیتراتودیمتیلآمینسببنکروزدرکبدوتجمعوگرفتگیپورتالمرکزیدرموشمی‌گردد[22] بهطورمشابهدرمطالعه‌ایتخریبسلولکبدیوتخریبسلول‌هایکلیویبهخصوصدرحیواناتیکهبهمقدار 20mg\kg\day NaNo2 دریافتکردندمشاهدهشد .[13]
مانیز دراینمطالعهدربافتیمکهباافزایشمقدارنیتراتسلول‌هایکبدیدرحالتخریبشدنوبهعبارتیسلول‌هایکبدیدرحالنکروزهشدنمی‌رود. فاکتورهای بالینی سرم که نشان دهنده تخریب و اختلال در عملکرد کبد است که شامل آنزیم‌های کبدی که شامل ASTوALT استکهدرنکروزسلول‌هایکبدیافزایشمی‌یابندکهدراینمطالعهباافزایشنیتراتمقدارآنزیم‌هاافزایشمی‌یابد [19]. بهنظرمی‌رسدکهخساراتبافتیکبدیایجادشدهبهخاطروجوداینترکیباتدربافتمیباشد.
نتیجه‌گیری
نتایج حاضر از اینتحقیقنشانمی‌دهدکهمصرفنیتراتسدیممحلولدرآببهمیزان 450 و 900 میلی‌گرمدر لیتردرطولدورهبارداریسببتغییراتمورفولوژیکیوهیستوپاتولوزیکیکبدازجملهکاهشوزن، افزایش آنزیم‌های کبدی وآسیببافتیمی‌شودوتغییرات مشاهده شده،وابستهبهمیزاننیتراتسدیمدریافتیاستوازآن جاییکهکبدنقشحیاتیدرمسمومیت‌زداییدارداینمادهسبباختلالدرعملکرد کبدمی‌شود.
)