مقايسه آسيب‏هاي بافتي حاصل از تجويز مزمن نانو و ميكرو ذره دي اكسيد منگنز بر بافت‏هاي كبد، كليه و بيضه موش‏هاي بزرگ

Comparison of Tissue Damages Resulting from Chronic Administration of Manganese Dioxide Nano- and Microparticles on the Liver, Kidneys and Testes of Rats

هدف: اين پژوهش به بررسي آسيب‏هاي بافتي ناشي از تجويز زيرجلدي مزمن ميكرو و نانو ذره اكسيد منگنز بر بافت‏هاي كبد، كليه و بيضه موش‏هاي بزرگ پرداخته است. مواد و روش‏ها: موش‏ها (210 سر) به سه گروه كنترل، دريافت كننده نانو و ميكرو ذره اكسيد منگنز تقسيم شدند. موش‏ها در گروه‏هاي تجربي، هر دو هفته يك‏بار به مدت 14 هفته به صورت زيرجلدي محلول حاوي نانو يا ميكروذرات دي اكسيد منگنز (100 ميكروگرم/كيلوگرم) را دريافت ‏كردند. تعداد 5 سر موش از هر گروه به طور تصادفي هر دو هفته انتخاب و بافت‏هاي كبد، كليه و بيضه آن‏ها براي بررسي بافت‏شناسي جمع‏آوري ‏شد. ابتدا آسيب‏هاي بافتي توسط رنگ‏آميزي هماتوكسيلين- ايوزين ارزيابي شد، سپس برش‏هاي بافت كليه و كبد به ترتيب توسط رنگ‏آميزي جونز و تري كروم ماسون رنگ‏آميزي شدند. تغيير در ضحامت غشاي پايه و تعداد سلول‏هاي بخش‏هاي مختلف نفرون‏هاي كليه در گروه‏هاي مختلف توسط نرم‏افزار Image Tools 2 اندازه‏گيري شد. نتايج: بافت كبدي در گروه‏هاي نانو و ميكرو ذره از نظر بافت‏شناسي آسيب‏هاي شديدي را نشان داد. توده‏هاي ابري شكلي در درون سيتوپلاسم سلول‏هاي كبدي مشاهده شدند. ساختار بافتي و مجاري صفراوي كبد دچار به هم ريختگي شديد شدند و علايم التهاب و واكنش مجاري در بافت كبدي مشاهده شد. رسوب ذرات در غشاي پايه نفرون‏ها و كاهش معني‏دار در سلول‏هاي گلومرول‏ها و لوله خميده نزديك نفرون‏ها در گروه نانو ذرات در مقايسه با كنترل و ميكرو ذرات مشاهده شد. برخي معيارهاي ساختاري و عملكردي بافت بيضه در گروه دريافت كننده نانو ذرات تغييرات پاتوبيولوژيكي معني‏داري را نشان دادند. نتيجه‏گيري: تجويز نانو ذرات دي اكسيد منگنز در مقايسه با ميكرو ذرات با يك دوز ثابت سبب بروز آسيب‏هاي بافتي شديدتري در بافت‏هاي مورد بررسي شدند. كاهش اندازه ذرات اكسيد منگنز از حد ميكرومتر به نانومتر به نظر مي‏رسد كه سبب تشديد مكانيسم‏هاي آسيب‏رسان اين ذرات بر بافت‏هاي مورد بررسي شده است.

Objective: This study investigated tissue damages induced by chronic subcutaneous administration of nano- and microparticles of manganese dioxide (MnO2) on the liver, kidneys and testes of rats. Methods: Rats (n=210) were divided into three groups: control, MnO2 nanoparticle injected and MnO2 microparticle injected. The experimental groups received subcutaneous injections with either nano- or microparticles of a solution that contained MnO2 (100 ?g/kg) once per two weeks for 14 weeks. Once every two weeks, we randomly selected five rats from each group for histological evaluations of the liver, kidneys, and testes. Tissue lesions were initially evaluated by hematoxylin and eosin staining, then kidney and liver tissue sections were stained by the Jones and Massonʹs trichrome methods, respectively. The changes in diameter of basement membrane and cell numbers of the various parts of the nephrons in different groups were measured by Image Tools version 2 software. Results: The liver tissues of the nano- and microparticle groups exhibited severe damage histopathologically. Cloudy swelling was observed in the cytoplasm of hepatocytes. The liver tissue and its canaliculi structures were severely damaged. Inflammation and ductular reaction signs were seen in liver tissue. Deposition of particles in the basement membrane of the nephrons were observed in the nanoparticle-treated group. There was a significant reduction in glomerular and tubular cells in the nanoparticle-treated group compared to the control and microparticle-treated groups. Some of the structural and functional parameters of the testes in the nanoparticle-treated group had significant pathobiological variations. Conclusion: Administration of MnO2 nanoparticles when compared with the same dose of MnO2 microparticles caused more tissue damage in all examined tissues. Reduction in particle size from micrometer to nanometer appeared to exacerbate the damaging mechanisms of these particles in the examined tissues.