Published October 19, 2022
| Version v1
Publication
Open
Hesperidin protects rats' liver and kidney from oxidative damage and physiological disruption induced by nickel oxide nanoparticles
Creators
- 1. King Abdulaziz Medical City
- 2. Central Laboratory For Agricultural Expert Systems
- 3. Egypt Nanotechnology Center
Description
Background: Nickel oxide nanoparticles (NiO-NPs) have recently been utilized in various advanced industrial fields like lithium-ion micro batteries, nanofibers, electrochromic devices, and several biomedical applications. NiO-NPs are classified as extremely toxic substances as they can cause long-term harm to the environment and aquatic life. Moreover, frequent and prolonged exposure can affect human and animal health, causing skin allergies and major toxic consequences, such as hepatorenal toxicity. Hesperidin (HSP) has been proven to possess anti-inflammatory, antioxidant, and free radical scavenging activities. Objective: This study aimed to investigate the underlying protective mechanisms and effects of HSP against NiO-NPs-induced hepatorenal toxicities in rats. Materials and Methods: Forty male Wistar rats were randomly divided into four groups (n = 10 in each). The first group served as a Control group. For 8 weeks, the second group was administered NiO-NPs (100 mg/kg/day), and the third group was given HSP (100 mg/kg/day) via oral gavage for both groups. The fourth group received NiO-NPs and HSP concurrently in the same oral daily doses and duration as the second and third groups. Results: NiO-NPs administration revealed a significant increase in plasma biomarkers of nephrotoxicity (urea, creatinine) and hepatotoxicity (ALT, AST) in NiO-NPs group compared to Control group (p < 0.05). In addition, NiO-NPs administration resulted in a substantial increase in malondialdehyde levels with a significant drop in catalase activity and GSH content in Group II. Also, a significant decreased expression of Nrf-2 and Bcl-2 mRNA levels and upregulation of TNF-α, NF-kβ and BAX in the liver and kidney of NiO-NPs group were also detected. Histologically, the liver and kidney of rats of NiO-NPs group showed significant histopathological disturbances, with a substantial increase in the proliferating cell nuclear antigen (PCNA) positive hepatocytes and renal tubular cells in the NiO-NPs group compared to Control and HSP groups (p < 0.05). In contrast, concomitant administration of HSP with NiO-NPs in group IV showed a significant biochemical, histopathological, and immunohistochemical improvement compared to NiO-NPs group. Conclusion: Co-administration of HSP with NiO-NPs significantly ameliorated most of the NiO-NPs-induced hepatorenal toxicities in male rats.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
الخلفية: تم استخدام جسيمات أكسيد النيكل النانوية (NiO - NPs) مؤخرًا في العديد من المجالات الصناعية المتقدمة مثل بطاريات الليثيوم أيون الدقيقة والألياف النانوية والأجهزة الكهرومغناطيسية والعديد من التطبيقات الطبية الحيوية. تصنف NiO - NPs على أنها مواد شديدة السمية لأنها يمكن أن تسبب ضررًا طويل الأجل للبيئة والحياة المائية. علاوة على ذلك، يمكن أن يؤثر التعرض المتكرر والمطول على صحة الإنسان والحيوان، مما يسبب حساسية الجلد وعواقب سامة كبيرة، مثل سمية الكبد الكلوي. ثبت أن الهيسبيريدين (HSP) يمتلك أنشطة كسح مضادة للالتهابات ومضادات الأكسدة والجذور الحرة. الهدف: تهدف هذه الدراسة إلى التحقيق في آليات الحماية الأساسية وآثار HSP ضد السميات الكبدية الكلوية الناجمة عن NiO - NPs في الفئران. المواد والطرق: تم تقسيم أربعين من ذكور فئران ويستار بشكل عشوائي إلى أربع مجموعات (العدد = 10 في كل منها). عملت المجموعة الأولى كمجموعة تحكم. لمدة 8 أسابيع، تم إعطاء المجموعة الثانية NiO - NPs (100 مجم/كجم/يوم)، وتم إعطاء المجموعة الثالثة HSP (100 مجم/كجم/يوم) عن طريق التزود بالوقود عن طريق الفم لكلا المجموعتين. تلقت المجموعة الرابعة NiO - NPs و HSP بشكل متزامن في نفس الجرعات والمدة اليومية عن طريق الفم مثل المجموعتين الثانية والثالثة. النتائج: كشفت إدارة NiO - NPs عن زيادة كبيرة في المؤشرات الحيوية للبلازما للسمية الكلوية (اليوريا، الكرياتينين) والسمية الكبدية (ALT، AST) في مجموعة NiO - NPs مقارنة بمجموعة التحكم (p < 0.05). بالإضافة إلى ذلك، أدت إدارة NiO - NPs إلى زيادة كبيرة في مستويات malondialdehyde مع انخفاض كبير في نشاط الكاتالاز ومحتوى GSH في المجموعة الثانية. أيضا، تم الكشف عن انخفاض كبير في التعبير عن مستويات Nrf -2 و Bcl -2 mRNA وزيادة تنظيم TNF - α و NF - kβ و BAX في الكبد والكلى من مجموعة NiO - NPs. من الناحية النسيجية، أظهر كبد وكلى الفئران من مجموعة NiO - NPs اضطرابات نسيجية مرضية كبيرة، مع زيادة كبيرة في خلايا الكبد الإيجابية للمستضد النووي للخلية المتكاثرة (PCNA) والخلايا الأنبوبية الكلوية في مجموعة NiO - NPs مقارنة بمجموعات التحكم و HSP (p < 0.05). في المقابل، أظهرت الإدارة المصاحبة لـ HSP مع NiO - NPs في المجموعة الرابعة تحسنًا كبيرًا في الكيمياء الحيوية والباثولوجيا النسيجية والكيمياء النسيجية المناعية مقارنة بمجموعة NiO - NPs. الاستنتاج: أدى التناول المشترك لـ HSP مع NiO - NPs إلى تحسين كبير في معظم السميات الكبدية الكلوية الناجمة عن NiO - NPs في ذكور الفئران.Translated Description (French)
Contexte : Les nanoparticules d'oxyde de nickel (NiO-NP) ont récemment été utilisées dans divers domaines industriels avancés tels que les micro-batteries lithium-ion, les nanofibres, les dispositifs électrochromiques et plusieurs applications biomédicales. Les NiO-NP sont classés comme des substances extrêmement toxiques car ils peuvent causer des dommages à long terme à l'environnement et à la vie aquatique. De plus, une exposition fréquente et prolongée peut affecter la santé humaine et animale, entraînant des allergies cutanées et des conséquences toxiques majeures, telles que la toxicité hépatorénale. Il a été prouvé que l'hespéridine (HSP) possède des activités anti-inflammatoires, antioxydantes et anti-radicaux libres. Objectif : Cette étude visait à étudier les mécanismes de protection sous-jacents et les effets du HSP contre les toxicités hépatorénales induites par NiO-NPs chez le rat. Matériel et méthodes : Quarante rats mâles Wistar ont été divisés au hasard en quatre groupes (n = 10 dans chacun). Le premier groupe servait de groupe témoin. Pendant 8 semaines, le deuxième groupe a reçu NiO-NPs (100 mg/kg/jour) et le troisième groupe a reçu HSP (100 mg/kg/jour) par gavage oral pour les deux groupes. Le quatrième groupe a reçu simultanément NiO-NPs et HSP aux mêmes doses quotidiennes orales et pendant la même durée que les deuxième et troisième groupes. Résultats : L'administration de NiO-NPs a révélé une augmentation significative des biomarqueurs plasmatiques de la néphrotoxicité (urée, créatinine) et de l'hépatotoxicité (ALAT, ASAT) dans le groupe NiO-NPs par rapport au groupe témoin (p < 0,05). De plus, l'administration de NiO-NPs a entraîné une augmentation substantielle des taux de malondialdéhyde avec une baisse significative de l'activité de la catalase et de la teneur en GSH dans le groupe II. En outre, une diminution significative de l'expression des taux d'ARNm Nrf-2 et Bcl-2 et une régulation positive du TNF-α, NF-kβ et BAX dans le foie et les reins du groupe NiO-NPs ont également été détectées. Histologiquement, le foie et les reins des rats du groupe NiO-NPs ont montré des perturbations histopathologiques significatives, avec une augmentation substantielle des hépatocytes positifs à l'antigène nucléaire cellulaire proliférant (PCNA) et des cellules tubulaires rénales dans le groupe NiO-NPs par rapport aux groupes témoin et HSP (p < 0,05). En revanche, l'administration concomitante de HSP avec NiO-NPs dans le groupe IV a montré une amélioration biochimique, histopathologique et immunohistochimique significative par rapport au groupe NiO-NPs. Conclusion : La co-administration de HSP avec NiO-NPs a significativement amélioré la plupart des toxicités hépato-rénales induites par NiO-NPs chez les rats mâles.Translated Description (Spanish)
Antecedentes: Las nanopartículas de óxido de níquel (NiO-NP) se han utilizado recientemente en varios campos industriales avanzados, como las microbaterías de iones de litio, las nanofibras, los dispositivos electrocrómicos y varias aplicaciones biomédicas. Los NiO-NP se clasifican como sustancias extremadamente tóxicas, ya que pueden causar daños a largo plazo al medio ambiente y a la vida acuática. Además, la exposición frecuente y prolongada puede afectar la salud humana y animal, causando alergias en la piel y consecuencias tóxicas importantes, como la toxicidad hepatorrenal. Se ha demostrado que la hesperidina (HSP) posee actividades antiinflamatorias, antioxidantes y de eliminación de radicales libres. Objetivo: Este estudio tuvo como objetivo investigar los mecanismos de protección subyacentes y los efectos de la HSP contra las toxicidades hepatorrenales inducidas por NiO-NP en ratas. Materiales y métodos: Cuarenta ratas Wistar macho se dividieron aleatoriamente en cuatro grupos (n = 10 en cada uno). El primer grupo sirvió como grupo de control. Durante 8 semanas, al segundo grupo se le administró NiO-NP (100 mg/kg/día) y al tercer grupo se le administró HSP (100 mg/kg/día) mediante sonda oral para ambos grupos. El cuarto grupo recibió NiO-NP y HSP simultáneamente en las mismas dosis diarias orales y duración que el segundo y tercer grupo. Resultados: La administración de NiO-NPs reveló un aumento significativo en los biomarcadores plasmáticos de nefrotoxicidad (urea, creatinina) y hepatotoxicidad (ALT, AST) en el grupo de NiO-NPs en comparación con el grupo de control (p < 0.05). Además, la administración de NiO-NP dio como resultado un aumento sustancial en los niveles de malondialdehído con una caída significativa en la actividad de catalasa y el contenido de GSH en el Grupo II. Además, también se detectó una disminución significativa de la expresión de los niveles de ARNm de Nrf-2 y Bcl-2 y una regulación positiva de TNF-α, NF-kβ y BAX en el hígado y el riñón del grupo NiO-NPs. Histológicamente, el hígado y el riñón de las ratas del grupo de NiO-NP mostraron alteraciones histopatológicas significativas, con un aumento sustancial en los hepatocitos positivos para el antígeno nuclear de células proliferantes (PCNA) y las células tubulares renales en el grupo de NiO-NP en comparación con los grupos de control y HSP (p < 0.05). Por el contrario, la administración concomitante de HSP con NiO-NP en el grupo IV mostró una mejora bioquímica, histopatológica e inmunohistoquímica significativa en comparación con el grupo de NiO-NP. Conclusión: La coadministración de HSP con NiO-NP mejoró significativamente la mayoría de las toxicidades hepatorrenales inducidas por NiO-NP en ratas macho.Files
pdf.pdf
Files
(5.8 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:7be92b5b409ee7d204b6399703afd386
|
5.8 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- يحمي الهيسبيريدين كبد الفئران وكليتها من التلف التأكسدي والاضطراب الفسيولوجي الناجم عن جسيمات أكسيد النيكل النانوية
- Translated title (French)
- L'hespéridine protège le foie et les reins des rats contre les dommages oxydatifs et les perturbations physiologiques induits par les nanoparticules d'oxyde de nickel
- Translated title (Spanish)
- La hesperidina protege el hígado y el riñón de las ratas del daño oxidativo y la alteración fisiológica inducida por las nanopartículas de óxido de níquel
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4306843350
- DOI
- 10.3389/fphys.2022.912625
References
- https://openalex.org/W144088772
- https://openalex.org/W1780408515
- https://openalex.org/W1791138468
- https://openalex.org/W1823340983
- https://openalex.org/W1938462049
- https://openalex.org/W1980918978
- https://openalex.org/W1986516440
- https://openalex.org/W1989094646
- https://openalex.org/W1998704461
- https://openalex.org/W2003043352
- https://openalex.org/W2004007806
- https://openalex.org/W2004485234
- https://openalex.org/W2004492887
- https://openalex.org/W2005693630
- https://openalex.org/W2008426977
- https://openalex.org/W2013547127
- https://openalex.org/W2013870224
- https://openalex.org/W2016332054
- https://openalex.org/W2019672734
- https://openalex.org/W2020455907
- https://openalex.org/W2030880582
- https://openalex.org/W2035748666
- https://openalex.org/W2053717292
- https://openalex.org/W2054592808
- https://openalex.org/W2062695367
- https://openalex.org/W2068306937
- https://openalex.org/W2068664917
- https://openalex.org/W2072898133
- https://openalex.org/W2082898230
- https://openalex.org/W2084265646
- https://openalex.org/W2085575763
- https://openalex.org/W2088038580
- https://openalex.org/W2089714089
- https://openalex.org/W2097258495
- https://openalex.org/W2109041550
- https://openalex.org/W2113529945
- https://openalex.org/W2113650514
- https://openalex.org/W2123313275
- https://openalex.org/W2138715807
- https://openalex.org/W2146308402
- https://openalex.org/W2154104320
- https://openalex.org/W2162445773
- https://openalex.org/W2177270249
- https://openalex.org/W2179725963
- https://openalex.org/W2181961212
- https://openalex.org/W2189684077
- https://openalex.org/W2287310421
- https://openalex.org/W2486259265
- https://openalex.org/W2494923240
- https://openalex.org/W2536350599
- https://openalex.org/W2540858783
- https://openalex.org/W2550823019
- https://openalex.org/W2741154127
- https://openalex.org/W2768981600
- https://openalex.org/W2771114029
- https://openalex.org/W2772572314
- https://openalex.org/W2806771404
- https://openalex.org/W2887172656
- https://openalex.org/W2899195677
- https://openalex.org/W2905039795
- https://openalex.org/W2922123514
- https://openalex.org/W2922394895
- https://openalex.org/W2941162986
- https://openalex.org/W2963901310
- https://openalex.org/W2991195621
- https://openalex.org/W3004903277
- https://openalex.org/W3122740339
- https://openalex.org/W3131601123
- https://openalex.org/W3143719576
- https://openalex.org/W4280531236
- https://openalex.org/W4282940635