اثرات آنتی اکسیدانی 6-جینجرول بر سطوح سرمی آنزیم های کبدی و شاخص های استرس اکسیداتیو القا شده با نانوذرات طلا در بافت کبد موش های صحرایی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه زیست شناسی، واحد دامغان، دانشگاه آزاد اسلامی، دامغان، ایران

2 گروه زیست شناسی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران

چکیده

نانوذرات طلا با تاثیر بر سیستم­های بیولوژیکی بدن  افزایش رادیکال­های آزاد اکسیژن داخل سلولی و نیز با افزایش حدواسط­های التهابی سبب آسیب و اختلال در فرایندهای فیزیولوژیک بافت کبد می­شوند. زنجبیل با نام علمی Zingiber officinale از جمله گیاهان دارویی می­باشد که در طب سنتی کاربرد وسیع دارد. با توجه به خواص آنتی­اکسیدانی 6- جینجیرول موجود در گیاه زنجبیل، مطالعه حاضر با هدف تعیین اثر این ماده بر سطوح سرمی آنزیم­های کبدی و شاخص­های استرس­اکسیداتیو در بافت کبد موش­های صحرایی که در معرض نانوذرات طلا قرار گرفته بودند انجام گرفته است. در این مطالعه تجربی  32 موش صحرایی نر نژاد ویستار بصورت تصادفی به چهار گروه 8 تایی تقسیم شدند. گروه کنترل، گروه دریافت کننده نانوذرات طلا به صورت داخل صفاقی، گروه دریافت کننده نانوذرات طلا + جینجرول با دوز 50 میلی­گرم در کیلوگرم و گروه دریافت ­کننده نانوذرات طلا+جینجرول با دوز 100 میلی­گرم در کیلوگرم. در پایان دوره 30 روزه درمان، سطوح سرمی آلکالین فسفاتاز (ALP)، آلانین آمینوترانسفراز (ALT)، آسپارتات آمینوترانسفراز (AST) و گاما گلوتامیل ترانس پپتیداز (GGT) برای ارزیابی آسیب کبدی و همچنین مالون دی آلدهید (MDA) و ٨ -ﻫﯿﺪروﻛﺴﯽ داﻛﺴﯽﮔﻮاﻧﻮزﯾﻦ (HOdG-8) جهت ارزیابی وضعیت استرس اکسیداتیو کبد، و فعالیت آنزیم­های سوپراکسید دیسموتاز (SOD)، گلوتاتیون پراکسیداز (GPX) و کاتالاز (CAT) جهت وضعیت آنتی اکسیدانی کبد در سرم به روش الایزا اندازه­گیری شد. نتایج نشان داد که 6-جینجرول سبب افزایش معنی­دار سطح سرمی آنزیم­های SOD و CAT کبد در مقایسه با گروه دریافت کننده نانوذرات طلا گردید. به علاوه 6-جینجرول سبب کاهش معنی­داری سطح سرمی ALT، AST، GGT و ALP و همچنین  کاهش میزان MDA و (HOdG-8) کبد در مقایسه با گروه دریافت کننده نانوذرات طلا گردید. نتایج مطالعه حاضر پیشنهاد می­کند که جینجرول قادر است بواسطه خواص آنتی اکسیداتیو خود سبب محافظت از بافت کبدی در برابر آسیب­های ناشی از نانوذرات طلا گردد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Antioxidant Effects of 6-gingerol on Serum Levels of Liver Enzymes and Oxidative Stress-induced Markers with Gold Nanoparticles in Rat Liver Tissue

نویسندگان [English]

  • BibiFatemeh Fatemi 1
  • Gholamhassan Vaezi 1
  • Shahram Sharafi 1
  • Raheleh Rahbarian 2
1 Department of Biology, Damghan Branch, Islamic Azad University, Damghan, Iran
2 Department of Biology, Payame-Noor University, Mashhad, Iran
چکیده [English]

Gold nanoparticles disturb the physiological processes of the liver tissue by affecting the body’s biological system. Given gingerol's antioxidant properties, researchers wanted to see how it affected the levels of liver enzymes and oxidative stress indices in the liver tissue of rats exposed to gold nanoparticles.This experimental research was conducted on 32 male Wistar rats, divided into four equal groups of control, gold nanoparticle (one administration of 0.5 ml gold nanoparticle, 200 ppm and 60 nanometers), gold nanoparticles + 50 mg/kg concentration of gingerol, and gold nanoparticles + 100 mg/kg gingerol. At the end of treatment period, the serum level of ALT, AST, GGT, ALP, and level of antioxidant enzymes of SOD < GST, and CAT, and levels of MDA and HOdG-8 in the liver tissue were measured using the ELISA method. In this study, rats receiving gold nanoparticles with concentrations of 50 and 100 mg/kg gingerol had significantly higher levels of SOD, GST, and CAT enzymes in their liver tissue than the dose-dependent group receiving gold nanoparticles. The serum levels of ALT, AST, GGT, and ALP, on the other hand, were reduced. Furthermore, the levels of MDA and HOdG-8 in rat liver tissue were found to be significantly lower (P <0.001).According to the results of study, gingerol improved the oxidative stress indices in liver tissue and decreased the serum level of liver enzymes. Therefore, this compound can be exploited to reduce DNA oxidative stress and lipid peroxidation in liver tissue.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Gingerol
  • liver
  • Gold nanoparticles
  • Oxidative stress
  • Rats
  1. Abdelhalim M.A.K., Jarrar B.M. 2011. Gold nanoparticles administration induced prominent inflammatory, central vein intima disruption, fatty change and Kupffer cells hyperplasia. Lipids in Health and Disease, 10(1): 1-6.
  2. Abdelhalim MAK, Jarrar BM. 2012. Histological alterations in the liver of rats induced by different gold nanoparticle sizes, doses and exposure duration. Journal of Nanobiotechnology, 10(1): 1-9.
  3. Abdelhalim M.A.K., Moussa S.A.A. 2013. The gold nanoparticle size and exposure duration effect on the liver and kidney function of rats: In vivo. Saudi Journal of Biological Sciences, 20(2): 177-181.
  4. Abdulaziz Bardi D., Halabi M.F., Abdullah N.A., Rouhollahi E., Hajrezaie M., Abdulla M.A. 2013. In vivo evaluation of ethanolic extract of Zingiber officinale rhizomes for its protective effect against liver cirrhosis. BioMed Research International, 2013:
  5. Ahmadieh H., Azar S.T. 2014. Liver disease and diabetes: association, pathophysiology, and management. Diabetes Research and Clinical Practice, 104(1): 53-62. [In Persian]
  6. Ajith T., Hema U., Aswathy M. 2007. Zingiber officinale Roscoe prevents acetaminophen-induced acute hepatotoxicity by enhancing hepatic antioxidant status. Food and chemical Toxicology, 45(11): 2267-2272.
  7. Asweto C.O., Wu J., Alzain M.A., Hu H., Andrea S., Feng L. 2017. Cellular pathways involved in silica nanoparticles induced apoptosis: A systematic review of in vitro Environmental Toxicology and Pharmacology, 56: 191-197.
  8. Baliga M.S., Haniadka R., Pereira M.M., D’Souza J.J., Pallaty P.L., Bhat H.P. 2011. Update on the chemopreventive effects of ginger and its phytochemicals. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 51(6): 499-523.
  9. Carretero A., León Z., García-Cañaveras J.C., Zaragoza Á., Gómez-Lechón M.J., Donato M.T. 2014. In vitro/in vivo screening of oxidative, homeostasis and damage to DNA, protein, and lipids using UPLC/MS-MS. Analytical and Bioanalytical Chemistry, 406(22): 5465-5476.
  10. Chen H., Dorrigan A., Saad S., Hare D.J., Cortie M.B., Valenzuela S.M. 2013. In vivo study of spherical gold nanoparticles: inflammatory effects and distribution in mice. PloS one, 8(2): e58208.
  11. Chompoosor A., Saha K., Ghosh P.S., Macarthy D.J., Miranda O.R., Zhu Z.J. 2010. The role of surface functionality on acute cytotoxicity, ROS generation and DNA damage by cationic gold nanoparticles. Small, 6(20): 2246-2249.
  12. Dugasani S., Pichika M.R., Nadarajah VD, Balijepalli MK, Tandra S, Korlakunta JN. 2010. Comparative antioxidant and anti-inflammatory effects of [6]-gingerol,[8]-gingerol,[10]-gingerol and [6]-shogaol. Journal of Ethnopharmacology, 127(2): 515-520
  13. Durán N., Silveira C.P., Durán M.., Martinez D.S.T. 2015. Silver nanoparticle protein corona and toxicity: a mini-review. Journal of Nanobiotechnology, 13(1): 1-17.
  14. Echegoyen Y., Nerín C. 2013. Nanoparticle release from nano-silver antimicrobial food containers. Food and Chemical Toxicology, 62: 16-22.
  15. Gade A, Ingle A, Whiteley C, Rai M. 2010. Mycogenic metal nanoparticles: progress and applications. Biotechnology Letters, 32(5): 593-600.
  16. Häffner SM, Malmsten M. 2017. Membrane interactions and antimicrobial effects of inorganic nanoparticles. Advances in Colloid and Interface Science, 248: 105-128
  17. Hasan F.A ,.Owyed S. 2003. Interpretation of liver chemistry tests. Bulletin of the Kuwait Institute for Medical Specialization, 2(1): 27-31.
  18. Hosseini S., Khosrofard M., Mehrabani D., Rafieirad M. 2015. Perinatal and neonatal effects of rhizome extract of ginger on levels of insulin and ALT, AST, ALP on adult children of first-generation female rats. Journal of North Khorasan University of Medical Sciences, 7(2): 299-307. [In Persian]
  19. Khaki A., Khaki A.A., Hajhosseini L., Golzar F.S., Ainehchi N. 2014. The anti-oxidant effects of ginger and cinnamon on spermatogenesis dys-function of diabetes rats. African Journal of Traditional, Complementary and Alternative Medicines, 11(4): 1-8. [In Persian]
  20. Li J.J., Hartono D., Ong C.N., Bay B.H, Yung L-YL. 2010. Autophagy and oxidative stress associated with gold nanoparticles. Biomaterials, 31(23): 5996-6003.
  21. Liu S, Hou W, Yao P, Zhang B, Sun S, Nüssler AK, et al. 2010. Quercetin protects against ethanol-induced oxidative damage in rat primary hepatocytes. Toxicology in Vitro, 24(2): 516-522.
  22. Mohamed O.I., El-Nahas A.F., El-Sayed Y.S., Ashry K.M. 2016. Ginger extract modulates Pb-induced hepatic oxidative stress and expression of antioxidant gene transcripts in rat liver. Pharmaceutical biology, 54(7):1164-72.
  23. Nel A.E., Mädler L., Velegol D., Xia T., Hoek E.M., Somasundaran P. 2009. Understanding biophysicochemical interactions at the nano–bio interface. Nature Materials, 8(7): 543-557.
  24. Nwozo S.O., Osunmadewa D.A., Oyinloye B.E. 2014. Anti-fatty liver effects of oils from Zingiber officinale and Curcuma longa on ethanol-induced fatty liver in rats. Journal of Integrative Medicine, 12(1): 59-65.
  25. Pan Y., Leifert A., Ruau D., Neuss S., Bornemann J., Schmid G. 2009. Gold nanoparticles of diameter 1.4 nm trigger necrosis by oxidative stress and mitochondrial damage. Small, 5(18): 2067-2076.
  26. Rahimzadeh Torabi L., Doudi M., Noori A. 2016. Antibacterial Effects of Gold Nanoparticles on Multi-sdrug Resistant Klebsiella Pneumoniae and Escherichia Coli and Its Effect on the Liver of Balb/C mice. SSU Journals, 23(10): 1001-17. [In Persian]
  27. Rezaei A., ShekarForoush S., Ashtiyani S.C., Aqababa H., Zarei A., Azizi M. 2013. The effects of Artemisia aucheri extract on hepatotoxicity induced by thioacetamide in male rats. Avicenna journal of phytomedicine, 3(4): 293. [In Persian]
  28. Sadauskas E., Danscher G., Stoltenberg M., Vogel U., Larsen A., Wallin H. 2009. Protracted elimination of gold nanoparticles from mouse liver. Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine, 5(2): 162-169.
  29. Sakr S.A., Saber A. 2007. Ameliorative effect of ginger (Zingiber officinale) on mancozeb fungicide induced liver injury in albino rats. Australian Journal of Basic Applied Sciences, 1(4): 650-656.
  30. Scarfo L., Ghia P. 2013. Reprogramming cell death: BCL2 family inhibition in hematological malignancies. Immunology Letters, 155(1-2): 36-39.
  31. Shrivastava R., Kushwaha P., Bhutia Y.C., Flora S. 2016. Oxidative stress following exposure to silver and gold nanoparticles in mice. Toxicology and Industrial Health, 32(8): 1391-1404.
  32. Srinivasan K. 2017. Ginger rhizomes (Zingiber officinale): A spice with multiple health beneficial potentials. Pharma Nutrition, 5(1): 18-28.
  33. Tlotleng N., Vetten M.A., Keter F.K., Skepu A., Tshikhudo R., Gulumian M. 2016. Cytotoxicity, intracellular localization and exocytosis of citrate capped and PEG functionalized gold nanoparticles in human hepatocyte and kidney cells. Cell Biology and Toxicology, 32(4): 305-321.
  34. Vilela D., González M.C., Escarpa A. 2015. Nanoparticles as analytical tools for in-vitro antioxidant-capacity assessment and beyond. Trends in Analytical Chemistry, 64: 1-16.
  35. Young S.W.S., Stenzel M., Jia-Lin Y. 2016. Nanoparticle-siRNA: a potential cancer therapy?. Critical Reviews in Oncology/Hematology, 98: 159-169.
  36. Ziaee Ghahnavieh M., Ziaee Ghahnavieh M., Naghsh N., Dorostkar E. 2014. Skin Touch Effects of Gold Nanoparticles in Male Mice. Journal of Mazandaran University of Medical Sciences, 23(1): 225-32. [ In Persian]