Physiological and histopathological alterations in male Swiss mice after exposure to titanium dioxide (anatase) and zinc oxide nanoparticles and their binary mixture
Creators
- 1. University of Ibadan
- 2. Mountain Top University
- 3. Federal University of Technology
- 4. Luxembourg Institute of Science and Technology
Description
Existing studies have shown the systemic damage of titanium dioxide (TiO2) or zinc oxide (ZnO) nanoparticles (NPs), but there is little or no existing knowledge on the potential adverse toxic effects of the mixture of the two. In order to investigate the in vivo toxic effect of the mixture of TiO2 NPs and ZnO NPs, the acute toxicities of TiO2 NPs, ZnO NPs by themselves, and their mixture (1:1) were determined. The systemic toxicities of the individual NPs and mixture were evaluated in mice using hematological indices, hepatic, renal, and lipid profile parameters, and histopathology as endpoints. NPs were intraperitoneally administered at doses of 9.38, 18.75, 37.50, 75.00, and 150.00 mg/kg bw each. Individual NPs and their mixture were administered daily for 5 and 10 d, respectively. The LD50 of ZnO NPs was 299.9 mg/kg while TiO2 NPs by themselves or TiO2 NPs + ZnO NPs were indeterminate due to the absence of mortality of the male mice treated. TiO2 NPs, ZnO NPs by themselves and TiO2 NPs + ZnO NPs induced significant alterations in the hematological and biochemical parameters, with higher toxicity at 10 d. Histopathological lesions were observed in the liver, kidneys, spleen, heart, and brain of mice treated with the individual NPs and their mixture. TiO2 NPs + ZnO NPs were able to induce a higher systemic toxicity than TiO2 NPs or ZnO NPs individually. Our data suggest that more comprehensive risk assessments should be carried out on the mixture of NPs before utilization in consumer products.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
أظهرت الدراسات الحالية الضرر الجهازي لثاني أكسيد التيتانيوم (TiO2) أو الجسيمات النانوية لأكسيد الزنك (ZnO)، ولكن هناك معرفة قليلة أو معدومة حول الآثار السامة السلبية المحتملة لخليط الاثنين. من أجل التحقيق في التأثير السام في الجسم الحي لخليط جزيئات أكسيد التيتانيوم NPs وأكسيد الزنك NPs، تم تحديد السميات الحادة لجزيئات أكسيد التيتانيوم NPs وأكسيد الزنك NPs من تلقاء نفسها، ومزيجها (1:1). تم تقييم السمية الجهازية للجسيمات النانونية الفردية والمزيج في الفئران باستخدام مؤشرات الدم، ومعلمات الملف الكبدي والكلي والدهون، وعلم أمراض الأنسجة كنقاط نهاية. تم إعطاء الجسيمات النانونية داخل الصفاق بجرعات 9.38 و 18.75 و 37.50 و 75.00 و 150.00 ملغم/كغم من وزن الجسم لكل منها. تم إعطاء الجسيمات النانونية الفردية ومزيجها يوميًا لمدة 5 و 10 أيام على التوالي. كانت الجرعة المميتة للنصف من الجسيمات النانونية من أكسيد الزنك 299.9 مجم/كجم بينما كانت الجسيمات النانونية من TiO2 بحد ذاتها أو الجسيمات النانونية من TiO2 + الجسيمات النانونية من أكسيد الزنك غير محددة بسبب عدم وجود وفيات للفئران الذكور التي عولجت. تسببت جزيئات ثاني أكسيد الكبريت NPs وأكسيد الزنك NPs من تلقاء نفسها وأكسيد الكبريت NPs + أكسيد الزنك NPs في تغييرات كبيرة في المعلمات الدموية والكيميائية الحيوية، مع سمية أعلى عند 10 أيام. لوحظت الآفات النسيجية المرضية في الكبد والكلى والطحال والقلب والدماغ للفئران التي عولجت بالجزيئات النسيجية الفردية ومزيجها. تمكنت NPs TiO2 + NPs ZnO من إحداث سمية جهازية أعلى من NPs TiO2 أو NPs ZnO بشكل فردي. تشير بياناتنا إلى أنه يجب إجراء تقييمات أكثر شمولاً للمخاطر على مزيج الجسيمات النانوية قبل استخدامها في المنتجات الاستهلاكية.Translated Description (French)
Les études existantes ont montré les dommages systémiques des nanoparticules (NP) de dioxyde de titane (TiO2) ou d'oxyde de zinc (ZnO), mais il existe peu ou pas de connaissances sur les effets toxiques indésirables potentiels du mélange des deux. Afin d'étudier l'effet toxique in vivo du mélange de NP de TiO2 et de NP de ZnO, les toxicités aiguës des NP de TiO2, des NP de ZnO seuls et de leur mélange (1:1) ont été déterminées. Les toxicités systémiques des NP individuelles et du mélange ont été évaluées chez la souris en utilisant les indices hématologiques, les paramètres du profil hépatique, rénal et lipidique et l'histopathologie comme critères d'évaluation. Les NP ont été administrées par voie intrapéritonéale à des doses de 9,38, 18,75, 37,50, 75,00 et 150,00 mg/kg p.c. chacune. Les IP individuelles et leur mélange ont été administrés quotidiennement pendant 5 et 10 jours, respectivement. La DL50 des NP de ZnO était de 299,9 mg/kg alors que les NP de TiO2 seuls ou NP de TiO2 + NP de ZnO étaient indéterminés en raison de l'absence de mortalité des souris mâles traitées. Les NP de TiO2, les NP de ZnO par eux-mêmes et les NP de TiO2 + NP de ZnO ont induit des altérations significatives des paramètres hématologiques et biochimiques, avec une toxicité plus élevée à 10 j. Des lésions histopathologiques ont été observées dans le foie, les reins, la rate, le cœur et le cerveau de souris traitées avec les NP individuelles et leur mélange. Les NP de TiO2 + NP de ZnO ont pu induire une toxicité systémique plus élevée que les NP de TiO2 ou les NP de ZnO individuellement. Nos données suggèrent que des évaluations des risques plus complètes devraient être effectuées sur le mélange de NP avant leur utilisation dans les produits de consommation.Translated Description (Spanish)
Los estudios existentes han demostrado el daño sistémico de las nanopartículas (NP) de dióxido de titanio (Tío2) u óxido de zinc (ZnO), pero hay poco o ningún conocimiento existente sobre los posibles efectos tóxicos adversos de la mezcla de los dos. Con el fin de investigar el efecto tóxico in vivo de la mezcla de NP de Tío2 y NP de ZnO, se determinaron las toxicidades agudas de las NP de Tío2, las NP de ZnO por sí mismas y su mezcla (1:1). Las toxicidades sistémicas de las NP individuales y la mezcla se evaluaron en ratones utilizando índices hematológicos, parámetros de perfil hepático, renal y lipídico, e histopatología como criterios de valoración. Las NP se administraron por vía intraperitoneal a dosis de 9,38, 18,75, 37,50, 75,00 y 150,00 mg/kg de peso corporal cada una. Los NP individuales y su mezcla se administraron diariamente durante 5 y 10 días, respectivamente. La DL50 de las NP de ZnO fue de 299,9 mg/kg, mientras que las NP de Tío2 por sí mismas o las NP de Tío2 + NP de ZnO fueron indeterminadas debido a la ausencia de mortalidad de los ratones macho tratados. Las NP de TiO2, las NP de ZnO por sí mismas y las NP de TiO2 + NP de ZnO indujeron alteraciones significativas en los parámetros hematológicos y bioquímicos, con mayor toxicidad a los 10 días. Se observaron lesiones histopatológicas en el hígado, los riñones, el bazo, el corazón y el cerebro de los ratones tratados con las NP individuales y su mezcla. Las NP de TiO2 + NP de ZnO fueron capaces de inducir una mayor toxicidad sistémica que las NP de TiO2 o las NP de ZnO individualmente. Nuestros datos sugieren que se deben llevar a cabo evaluaciones de riesgos más exhaustivas sobre la mezcla de NP antes de su utilización en productos de consumo.Files
27918318.pdf
Files
(242.4 kB)
Name | Size | Download all |
---|---|---|
md5:0573dde917fd35708e22502630ef87e8
|
242.4 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- التغيرات الفسيولوجية والنسيجية المرضية في ذكور الفئران السويسرية بعد التعرض لثاني أكسيد التيتانيوم (أناتاز) وجسيمات أكسيد الزنك النانوية ومزيجها الثنائي
- Translated title (French)
- Altérations physiologiques et histopathologiques chez les souris suisses mâles après exposition au dioxyde de titane (anatase) et aux nanoparticules d'oxyde de zinc et à leur mélange binaire
- Translated title (Spanish)
- Alteraciones fisiológicas e histopatológicas en ratones suizos machos después de la exposición a nanopartículas de dióxido de titanio (anatasa) y óxido de zinc y su mezcla binaria
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3082622207
- DOI
- 10.1080/01480545.2020.1811720
References
- https://openalex.org/W1490477510
- https://openalex.org/W1967431173
- https://openalex.org/W1982566906
- https://openalex.org/W1983541212
- https://openalex.org/W1995504466
- https://openalex.org/W2015042366
- https://openalex.org/W2018459501
- https://openalex.org/W2023226705
- https://openalex.org/W2036093065
- https://openalex.org/W2040656885
- https://openalex.org/W2059599664
- https://openalex.org/W2068060534
- https://openalex.org/W2068146999
- https://openalex.org/W2069461560
- https://openalex.org/W2081261758
- https://openalex.org/W2104844517
- https://openalex.org/W2115494022
- https://openalex.org/W2120782718
- https://openalex.org/W2123313275
- https://openalex.org/W2123770204
- https://openalex.org/W2137620557
- https://openalex.org/W2152226840
- https://openalex.org/W2152996290
- https://openalex.org/W2155323135
- https://openalex.org/W2158685498
- https://openalex.org/W2166828161
- https://openalex.org/W2218271247
- https://openalex.org/W2267280165
- https://openalex.org/W2295984090
- https://openalex.org/W2299288996
- https://openalex.org/W2316191159
- https://openalex.org/W2329334924
- https://openalex.org/W2602433424
- https://openalex.org/W2757207378
- https://openalex.org/W2800266378
- https://openalex.org/W2908685120
- https://openalex.org/W2948550440
- https://openalex.org/W4213385752