بررسي اثر ريزپوشاني پاراكوآت بر پايه كيتوزان در كاهش مواجهه و سميت زيست محيطي آن

دانشگاه علوم پزشكي كردستان

سم شناسي محيط

پاراكوآت يك علف¬كش تماسي غير انتخابي است كه آلوده¬كننده آب و خاك در محيط زيست است و براي پستانداران، جلبك¬ها، آبزيان و ... سمي است. پاراكوآت به طور وسيع استفاده مي¬شود. در اين مطالعه، پاراكوآت در ذرات جديد ساخته شده از پكتين، كيتوزان و تري¬پلي فسفات (PEC/CS/TPP) بارگذاري شد. اندازه، انديس پراكندگي بار سطحي ذرات مشخص شد. ديگر آزمون¬هاي در نظر گرفته شده شامل SEM، AFM، FT-IR و DSC بودند. روش استخراجي مايع-مايع به كمك نمك¬زني كوپل شده با روش ميكرو استخراج مايع- مايع فاز معكوس يك روش نوين براي تعيين مقدار پاراكوآت در انواع نمونه¬ها است. در اين روش، ابتدا پاراكوآت از فاز آبي وارد فاز آلي استونيتريل شد. سپس با روش ميكرو استخراج مايع-مايع پخشي فاز معكوس پيش تغليظ شد. پارامتر¬هاي مؤثر در روش استخراج مايع-مايع به كمك نمك زني شامل حلال استخراجي، حجم حلال استخراجي، pH نمونه، نوع نمك و غلظت آن بودند. همچنين پارامتر¬هاي مؤثر در روش ميكرو استخراج مايع- مايع پخشي فاز معكوس حلال غير قابل امتزاج و حجم آن و حجم آب بعنوان حلال استخراج كننده بود. پاراكوآت يك علف¬كش غير انتخابي تماسي است كه براي پستانداران و ديگر ارگانيسم¬ها سمي است. مسموميت با پاراكوآت منجر به آسيب ريوي و فيبروز ريه مي¬شود. در اين مطالعه سميت استنشاقي پاراكوآت ريزپوشاني شده بر پايه پكتين و كيتوزان ارزيابي شده است. 25 عدد رت در 5 گروه 5 تايي تقسيم شدند. گروه¬ها به مدت min 30 دريافت كننده نرمال سالين، نانوذرات، پاراكوآت آزاد، پاراكوآت تجاري و نانوذرات بارگذاري شده با پاراكوآت به صورت استنشاقي بودند. بافت ريه 72 ساعت پس از مواجهه به روش¬هاي رنگ آميزي H&E، تري كروم و ايمنوهيستوشيمي مورد ارزيابي قرار گرفت. فعاليت آنزيم¬هاي سوپراكسيد ديسموتاز (SOD)، گلوتاتيون احيا (GSH)، گلوتاتيون پراكسيداز (GPX)، كاتالاز (CAT) و مالون دي¬آلدهيد (MDA) در بافت ريه بعنوان شاخص استرس اكسيداتيو بررسي شد. ميزان پروتئين Caspase-3 و Bax/Bcl2 بعنوان شاخص آپوپتوز به روش وسترن بلات اندازه¬گيري شدند. بيان يك شاخص التهابي به نام α-SMA به روش ايمنوهيستوشيمي بررسي شد. انكپسولاسيون علف¬كش باعث رهايش تاخيري پاراكوآت شد. سميت آن¬را در سلول¬هاي آلوئولار و سلول¬هاي دهان كاهش داد. همچنين موتاژنيسيته فرمولاسيون در مقايسه با فرم خالص و تجاري پاراكوآت در مدل ايمز با استفاده از باكتري سالمونلا تيفي¬موريوم كاهش يافت. سرعت جذب ذرات به كلوييد¬هاي خاك و ميزان نفوذ آن¬ها در اعماق خاك پس از انكپسولاسيون كاهش يافت. جالب است كه فعاليت علف¬كشي پاراكوآت روي علف خردل نه تنها كاهش نيافته بلكه در مقادير كمتر اثربخشي بيشتري داشته است. در شرايط بهينه بازده استخراج 00/80 تا 00/96% با انحراف استاندارد نسبي 50/3 تا 50/7 % بود. كمترين حد تشخيص 02/0 و كمترين حد اندازه-گيري μg/ml 09/0 بود. انكپسولاسيون پاراكوآت به طور معني¬داري آپوپتوز، فيبروز ريوي و سطح MDA را كاهش داد. ميزان فعاليت GSH، SOD، CAT و GPX در گروه¬ دريافت كننده نانوذرات بارگذاري شده با پاراكوآت به طور معني¬داري در مقايسه با گروه¬هاي دريافت كننده پاراكوآت آزاد و پاراكوآت تجاري افزايش داشته است. مواجهه با پاراكوآت منجر به آپوپتوز ريوي و افزايش ميزان بيان Caspase-3 و Bax/Bcl2 در مقايسه با گروه¬هاي دريافت كننده نرمال سالين و نانوذرات شد. همچنين ريزپوشاني به¬طور معناداري منجر به كاهش آپوپتوز و بيان α-SMA گرديد. سميت نانوذرات بدون پاراكوآت از نظر التهاب¬زايي، شاخص آپوپتوز و بافت¬شناسي ناچيز بوده است. مدل¬ها نشان مي¬دهند انكپسولاسيون پاراكوآت فعاليت علف¬كشي آن¬را افزايش داده و در عين حال سميت آن¬را در محيط كاهش مي¬دهد و مي¬تواند در آينده در كشاورزي مورد استفاده قرار گيرد. نتايج كارآمدي روش مذكور در استخراج پاراكوآت از نمونه¬هاي زيستي را تاييد مي¬كند. انكپسولاسيون پاراكوآت بر پايهPEC/CS/TPP باعث كاهش آسيب حاد ريوي و فيبروز پس از مواجهه استنشاقي در موش آزمايشگاهي شد. همچنين باعث كاهش آپوپتوز، استرس اكسيداتيو و كاهش بيان α-SMA در بافت ريه شد. كليد واژه: پاراكوآت، كيتوزان، پكتين، مواجهه استنشاقي، جهش¬زايي، سميت سلولي، سميت ژنتيكي

81320

دانشگاه علوم پزشكي كردستان

بهداشت محيط

بهداشت

دانشگاه علوم پزشکي کردستان

بهروز داوري، افشين ملكي