ناقش قسم علوم الحياة في كلية التربية للعلوم الصرفة (ابن الهيثم) رسالة الماجستير الموسومة (دراسة نُسجية مرضية ووظيفية لتأثير جسيمات أوكسيد الزنك النانوي في كلى ذكور الفئران البيض) للطالب (باسم سلطان عبيد ونين ) التي انجزها باشراف التدريسية في قسم الاحياء المجهرية في كلية العلوم في جامعة الكرخ للعلوم (أ.م.د. جنان عدنان عبد اللطيف البيروتي) .
ونوقشت الرسالة على قاعة المرحوم (أ. سالم عبد الحميد) من قبل اعضاء لجنة المناقشة المدرجة اسمائهم في ما يأتي:
أ.د. محمد عودة سلمان رئيسا
أ.م.د. سحر عبد الهادي محمد عضوا
أ.م.د. بيداء حسين مطلق عضوا
أ.م.د. جنان عدنان عبد اللطيف عضوا ومشرفا
وتهدف هذه الدراسة الى معرفة اثار جسيمات أوكسيد الزنك النانوي ZnO NPs في التركيب المظهري والنسجي والوظيفي لكلى ذكور الفئران البيض.
جريت الدراسة الحالية للتعرف على تأثير دقائق أوكسيد الزنك النانويZinc oxide nanoparticle (ZnO NPs) في إحداث التغيرات المظهرية والوزنية والبايومترية والوظيفية والمرضية النسجية لكلى ذكور الفئران البيض Mus musculus تضمنت الدراسة مجموعة من المعايير وهي كالاتي:
دراسة الوصف المظهري للحيوانات والكلى.
قياس أوزان الحيوانات قبل وبعد الحقن فضلاً عن أوزان وأبعاد الكلى.
قياس المعايير الوظيفية (الكرياتنين والبولينا وحامض البوليك).
قياس التغيرات البايومترية و التغيرات النسجية المرضية لنسج الكلى.
استعمل في التجربة 24 ذكراً من الفئران البيض قسمت على أربع مجاميع في كل مجموعة ستة حيوانات. حقنت المجموعة الاولى والثانية داخل تجويف البريتون(الخلب) بمقدار 0.1مل بتركيز 150ملغم/كغم من ZnO NPs (بحجم 25-45 نانومتر) و لمدة سبعة و 14 يوماً على التوالي. اما المجموعة الثالثة والرابعة فهي مجموعة سيطرة حقنت بمقدار 0.1 مل من محلول كلوريد الصوديوم بتركيز0.9 في المائة داخل تجويف البريتون ولمدة سبعة و14 يوماً على التوالي.
تم سحب الدم من المجاميع المحقونة في اليوم التالي من انتهاء مدتي الحقن سبعة و 14 يوما لغرض قياس التغيرات الوظيفية في الكلى وهي الكرياتنين والبولينا وحامض البوليك, فضلاً عن جمع عينات الكلى اليمنى لغرض الدراسة النسجية بعد ان تم التضحية بالحيوانات.
بينت النتائج المظهرية انخفاض كمية المادة الدهنية المحيطة بالكلى وتراكم ZnO NPs حول الجزء الخارجي للكلى مع شحوب لون الكلى في الحيوانات المحقونة بتركيز 150 ملغم/كغم من ZnO NPs ولمدة سبعة ايام وازدادت الاعراض شدة مع زيادة مدة الحقن لمدة 14 يوما مقارنة مع مجاميع السيطرة. وسجلت النتائج ايضا ًانخفاضاً معنوياً (P≤0.05) في معدل أوزان الحيوانات المحقونة لمدة 14 يوماً مقارنة مع مجموعة السيطرة للمدة نفسها.
أوضحت نتائج الدراسة الوظيفية للكلى وجود ارتفاع معنوي (P≤0.05) في معدل تركيز الكرياتنين والبولينا في مصل الدم في الحيوانات المحقونة بتركيز 150 ملغم/كغم من مادة ZnO NPs وللمدتين سبعة و14 يوماً مقارنة مع مجموعة السيطرة للمدة نفسها, بينما لم يحدث فرق معنوي P>0.05)) في معدل مستوى حامض البوليك في مصل الدم في الحيوانات المحقونة بمادة ZnO NPs بتركيز 150 ملغم/كغم للمدتين سبعة و14 يوماً مقارنة مع مجموعة السيطرة للمدة نفسها.
أظهرت نتائج الدراسة البايومترية وجود زيادة معنوية (P≤0.05) في معدل اقطار النبيبات الكلوية الدانية والقاصية في الحيوانات المحقونة بمادةZnO NPs للمدتين سبعة و 14 يوماً مقارنة بمجموعات السيطرة لمدة التعرض نفسها. اما معدل فسح محفظة بومان فقد أظهرت زيادة معنوية (P≤0.05) في الحيوانات المحقونة بمادةZnO NPs ولمدة سبعة ايام وقد ازداد الاتساع بازدياد مدة الحقن (14 يوماً) مقارنة مع مجموعة السيطرة لمدة التعرض نفسها. بينت النتائج أيضا حصول انخفاض معنوي (P≤0.05) في متوسط أقطار الكبيبات في الحيوانات المحقونة بمادة ZnO NPs لمدة 14 يوماُ مقارنة مع مجموعة السيطرة المحقونة بالمحلول الملحي للمدة نفسها.
بينت النتائج حصول تغيرات نسجية مرضية كبيرة في كلى الحيوانات المحقونة بمادة ZnO NPs لمدة سبعة ايام منها الاحتقان الدموي في معظم نسج الكلى لاسيما في الأوعية الدموية بين النبيبات الكلوية وتراكم الخلايا الالتهابية بين الجسيمات الكلوية والنبيبات وتنخر الخلايا الظهارية المبطنة للنبيبات وفقدان بعض الكبيبات الكلوية بالكامل وانفصال الخلايا الظهارية عن الغشاء القاعدي وتوسع فسح محفظة بومان وتضخم انوية بعض الخلايا الظهارية المبطنة للنبيبات, وازدادت شدة الاضرار في الحيوانات المحقونة لمدة 14 يوماً اذ ظهرت اعراض اخرى منها انكماش الكبيبات الكلوية وتحطم بعض الكبيبات وتكون قوالب الكالسيوم داخل النبيبات.
استنتج من هذه الدراسة أن التعرض لمادةZnO NPs بتركيز 150 ملغم/كغم وللمدتين سبعة و14 يوماً له تأثير سلبي كبير في التركيب النسجي والوظيفي لكلى الفئران البيض.
وتوصل الطالب في ختام بحثه الى التوصيات التالية :
يتبين مما سبق ان دقائق ZnO NPs لها تأثيرات سمية كبيرة في الفئران البيض لاسيما الكلى لذا توصي الدراسة الحالية بما يأتي:-
-
اجراء دراسات اخرى لمعرفة تأثير دقائق ZnO NPsفي اعضاء اخرى مثل الدماغ والقلب.
-
استعمال دقائق نانوية ذات حجم اقل من المستعملة في هذه التجربة ومعرفة تأثيراتها في اعضاء الجسم.
-
استعمال المجهر الالكتروني النافذ لمعرفة ترسبات الدقائق النانوية في عضيات نسج الاعضاء المختلفة.
-
اجراء دراسات باستعمال التقنية البايولوجية الجزيئية لمعرفة تأثير هذه الدقائق.
The impact of Zinc oxide nanoparticles(ZnO NPs) on the morphological, weight, biometric, functional and histopathological changes in the kidney of male albino mice Mus musculu
By Basim Sultan Obaid
Supervised by Asst. prof. Dr.Genan Al-Bairuty
Abstract
The current study was conducted to investigate the impact of Zinc oxide nanoparticles(ZnO NPs) on the morphological, weight, biometric, functional and histopathological changes in the kidney of male albino mice (Mus musculus).The research included the following set of criteria:
1- Studying the morphological description of animals and kidneys.
2-Measurement of animal body weights before and after the injections as well as weights and dimensions of kidneys.
3-Functional parameters measurements (Creatinine, urea, and uric acid)
4-Measurement of bio metric changes and histopathological alterations in kidney tissues
In the experiment, 24 male albino mice were divided into four groups, using six animals in each group. The first and second groups were injected into the peritoneum (IP) with 0.1 ml of 150 mg/kg of ZnO NPs (25-45 nm) for 7 and 14 days respectively. The third and fourth groups are the control groups that were injected with 0.1 ml of 0.9 percent of sodium chloride solution into peritoneum for seven and 14 days respectively.
Blood was withdrawn from the injected groups for the purpose of measuring functional changes in the kidneys, namely creatinine, urea, and uric acid, as well as collecting the right kidney samples for the purpose of histological studies after the animals were sacrificed.
The morphological results showed a decrease in the appearance of fatty substance surrounding the kidney and the accumulation of ZnO NPs on the outer part of the kidneys with a pale kidney color. The results also showed a significant reduction P ≤ 0.05 ) in the weight of animals that were injected for 14 days compared with the control group of the same duration
The functional study of kidney results illustrated a significant increase ( P ≤ 0.05 ) in the average level of serum creatinine and urea concentration in animals that were injected with 150 mg / kg of ZnO NPs for two periods(7 and 14 days) compared with the control group for the same duration ,while no significant differences (P> 0.05) in the average level of serum uric acid in animals that were injected with 150 mg / kg of ZnO NPs for 7 and 14 days compared to the control groups of the same duration.
The results of the biometric study showed a significant increase ( P ≤ 0.05 ) in the average diameters of proximal and distal renal tubules in animals that were injected with ZnO NPs for seven and 14 days compared to the control groups of the same duration of exposure. The results showed a significant increase ( P ≤ 0.05 ) in the rate of expansion of Baumann’s capsule space in animals that were injected with ZnO NPs for a period of 7 days. The rate of expansion was increased by increasing the duration of injection (14-day) compared with the control groups of the same duration of exposure. The results also showed a significant decrease ( P ≤ 0.05 ) in the average diameter of glomeruli in animals that were injected with ZnO NPS for a period of 14 days compared with the control groups that have been injected with the sodium chloride for the same period
The results showed significant incidence of histopathological changes in the structure of animal kidneys that have been injected with ZnO NPsfor a period of 7 days, including a blood congestion in most of the kidney tissues, especially in the blood vessels and between renal tubules, accumulation of inflammatory cells between renal corpuscle and renal tubules, necrosis in the lining of epithelial cells in the tubules, loss of some renal glomeruli, sloughing of epithelial cells from the basement membrane, expansion of Bowmann’s capsule space, and the hypertrophy of some nucleus in lining epithelial cells of renal tubules .The severity changes were increased in animals that have been injected for 14 days as it showed other changes such as shrinkage and degeneration of renal glomeruli, and calcium molds are formed within the tubules
From this study ,we conclude that exposure to ZnO NPS for 7 and 14 days at a concentration of 150 mg/kg has a major adverse impact on the tissue structure and function of kidney in albino mice
