Cum să citiți acest articol
K.C. Patrick-Iwuanyanwu, C.C. Onyemaenu, M.O. Wegwu și E.O. Ayalogu, 2011. Efectele hepatotoxice și nefrotoxice ale dietelor contaminate cu kerosen și benzină la șobolanii Wistar Albino. Jurnal de cercetare de toxicologie a mediului, 5: 49-57.

Probele de petrol sunt amestecuri complexe de diferite hidrocarburi și substanțe înrudite, dintre care se știe că sunt foarte toxice sau cancerigene pentru consumatorii de produse marine (EHC 20, 1982).

nefrotoxice

Kerosenul și benzina sunt distilate din petrol brut. Aceste fracțiuni de petrol brut conțin alifatice, aromatice și o varietate de alte hidrocarburi ramificate, saturate și nesaturate (Anderson și colab., 1974; Henderson și colab., 1993; Kato și colab., 1993). Fumul de petrol este omniprezent în mediul nostru, iar sursele comune de contact sau expunere sunt industriile petrochimice (rafinării, câmpurile petroliere, stațiile de alimentare) și casele. Aplicațiile kerosenului ca combustibili de gătit și de iluminat în casă au dus la expunerea directă a acestor produse la un procent bun din populație. Mai mult, utilizarea zilnică a benzinei în afara mediului industrial este probabil să aibă același efect asupra utilizatorilor ca kerosenul, deoarece s-a raportat că conțin majoritatea acelorași hidrocarburi. Cu toate acestea, cei mai afectați sunt cei care sunt expuși la nivel profesional sau intern la produse petroliere (Smith și colab., 1993; Carballo și colab., 1994; Rothman și colab., 1996).

Producția de petrol a început în Nigeria în 1958 și industria a devenit, de-a lungul anilor, o vastă operațiune care acoperă atât terenurile petroliere offshore, cât și cele terestre (Odu, 1977; Awobajo, 1981). Cu toate acestea, în acești ani au fost raportate cazuri de deversări de petrol și petrol rafinat pe terenurile agricole prin operațiuni de producție a petrolului (Imevbore și Adeyemi, 1981; Gravy, 1995; Moffat și Linden, 1995). S-a știut că poluarea terenurilor agricole prin conducte suprapuse care transportă produse petroliere brute sau rafinate expun animalele, jocurile/animale sălbatice și păsările la diferite grade de efecte toxicologice (Lolomari, 1983).

Poluarea cu petrol este o problemă larg răspândită și care poate apărea fie accidental, fie operațional oriunde este produs petrol, transport, depozitare, procesare sau utilizare pe mare sau pe uscat. Pe uscat, produsele petroliere pot reprezenta o proporție mare de substanțe chimice în siturile contaminate (Kostecki și colab., 1995). Contaminarea apei subterane și a solului prin componente specifice de hidrocarburi a determinat multe țări să adopte cerințe de reglementare pentru acțiune și curățarea acestor compuși (Wilson și LeBlanc, 2000). Datorită compoziției sale complicate, petrolul are potențialul de a provoca mai multe tipuri de efecte toxice. Poate provoca toxicitate letală acută, toxicitate cronică sub-letală sau ambele, în funcție de expunere, doză și organismul expus. Unele componente ale petrolului au potențialul de a se acumula bio în organismele acvatice sensibile și pot fi transmise prin transfer trofic la alte niveluri ale lanțului alimentar (Eisler, 1987; Gardner și colab., 1991).

Cunoașterea răspunsurilor umane la expunerea acută la componente petroliere provine din studii efectuate pe mai mulți solvenți care conțin benzen și petrol (Zedeck, 1980). Răspunsurile biochimice și fiziologice umane recunoscute asociate expunerilor acute la produse petroliere naturale sunt în principal tranzitorii și de scurtă durată, cu excepția cazului în care concentrațiile componentelor sunt neobișnuit de mari (Campbell și colab., 1993).

În ciuda utilizării ridicate a kerosenului și benzinei, cunoștințele noastre sunt rare în ceea ce privește efectele toxicologice ale dietelor contaminate cu aceste probe de petrol.

Acest studiu a fost conceput pentru a investiga implicațiile biochimice și toxicologice ale ingestiei cronice a dietelor contaminate cu produse petroliere rafinate și anume kerosen și benzină la șobolanii albini wistar.

MATERIALE ȘI METODE

Produse petroliere: produse petroliere și anume kerosen și benzină au fost achiziționate de la stația de alimentare African Petroleum (AP) situată în Choba, statul Rivers, Nigeria în noiembrie 2007.

Șobolani albini masculi și femele maturi cu o greutate cuprinsă între 160-170 g au fost obținuți de la Animal House de la Departamentul de Biochimie, Universitatea din Port Harcourt, Nigeria. Animalele au fost aclimatizate timp de o săptămână înainte de începerea experimentului. Animalele au fost adăpostite individual la temperatura ambiantă de 23 ± 3 ° C și un ciclu de 12 ore de lumină, 12 ore de întuneric. Toate animalele au fost hrănite cu dietele lor specifice și cu apă ad libitum .

Testele de toxicitate acută la mamifere (determinarea LD 50): s-a determinat LD 50 pentru fiecare dintre substanțele toxice. Animalele au fost injectate intraperitoneal cu diferite doze de probe, calculate din testele de identificare a intervalului. Animalele au fost apoi monitorizate timp de 24 de ore. Un grup de șobolani martor a primit un volum egal de 0,9% soluție salină normală. Modelele comportamentale ale injectoarelor au fost monitorizate și s-a acordat o atenție deosebită apariției simptomelor toxice până la moarte. După 24 de ore, experimentul a fost încheiat. Valorile LD 50 au fost apoi calculate folosind metoda aritmetică a lui Karber (Dede și Igbigbi, 1997).

Testele de toxicitate cronică la mamifere: 48 de șobolani constând în număr egal de șobolani masculi și femele au fost folosiți pentru acest studiu. Șobolanii au fost separați în 6 grupuri (compuse din 3 grupuri masculine și 3 grupuri femele) a câte 8 șobolani per grup fiecare în cușcă și au fost aclimatizați timp de două săptămâni înainte de testul propriu-zis. Un set de 8 șobolani masculi pe grup și 8 șobolani femele pe grup au fost hrăniți cu diete contaminate cu kerosen și, respectiv, benzină. Un alt set de 8 șobolani masculi pe grup și 8 șobolani femele pe grup au fost hrăniți cu diete normale și acestea au servit drept control general.

Pregătirea furajelor: valorile LD 50 ale produselor petroliere-kerosen și benzină, astfel cum au fost calculate, au fost înmulțite cu un factor de +2,5 pentru a compensa pierderea componentelor volatile ale acestor produse. Cantitățile (volumele) calculate ale probei au fost apoi amestecate cu cantități măsurate de hrană pentru animale și amestecul a fost compactat cu apă pentru a forma o masă constantă. Alimentarea pentru grupurile de control a fost compactată numai cu apă. Furajul a fost apoi turnat în bile mici, uscat la aer și depozitat în saci bine etichetați pentru a rezista pe durata perioadei de testare.

Pregătirea probelor: Doisprezece săptămâni după hrănirea cu diete contaminate cu kerosen și benzină, șobolanii au fost anesteziați într-o cameră saturată cu cloroform. Animalele au fost sacrificate prin luxație cervicală, iar sângele a fost colectat prin puncție cardiacă folosind o seringă și un ac hipodermic de 5 ml și introdus într-o sticlă fără anticoagulant. Serul a fost separat prin centrifugare și depozitat într-un frigider. Măsurarea diferiților parametri biochimici (L-AST, L-ALT și ALP) a fost efectuată utilizând sistemul reflotron. Ficatul și rinichii șobolanilor masculi și femele au fost excizați și fixați în formalină pentru examinări histologice.

Analiză statistică: Valorile medii ale activităților serice de control și test ale unei enzime date au fost comparate utilizând testul t al elevului (Zar, 1984). Nivelul de semnificație a fost stabilit la p≤0,05.

Tabelul 1 arată efectul dietei contaminate cu kerosen și benzină asupra greutății corporale, creșterii procentuale a greutății, greutăților absolute și relative ale ficatului și rinichilor după 12 săptămâni de expunere cronică la șobolani masculi și femele. Animalele au demonstrat o scădere semnificativă (p≤0,05) a greutății corporale finale și a creșterii în greutate procentuale a șobolanilor masculi și femele expuși la kerosen și benzină în comparație cu șobolanii martor și femela martor. Din rezultat, șobolanii masculi hrăniți cu diete contaminate cu kerosen au arătat o creștere semnificativă (p≤0,05) a ficatului și rinichilor în comparație cu șobolanii martor. Șobolanii masculi hrăniți cu diete contaminate cu benzină au prezentat, de asemenea, o scădere marcată (p≤0,05) a ficatului absolut în comparație cu martorul.

Rezultatele parametrilor biochimici investigați sunt așa cum se arată în Tabelul 2, rezultatul arată o creștere semnificativă (p≤0,05) a nivelurilor de activitate ale enzimelor: (AST, ALT și ALP) în serul șobolanilor masculi și femele hrănite cu diete contaminate cu kerosen și benzină în comparație cu comenzile. Examenul histopatologic (Fig. 1a-c) al ficatului de șobolan mascul și feminin expus la diete contaminate cu kerosen și benzină a relevat defecte variind de la citoplasma densă eozinofilă cu expansiune sinusoidală cu celule roșii din sânge până la celule kupfer mai mari și mai numeroase. Modificările histologice ale rinichilor la șobolanii masculi și femele hrăniți cu dietă contaminată cu kerosen și benzină sunt așa cum se arată în Fig. 2a-c. Rezultatul a relevat modificări variind de la capilare aglomerate, degenerescență neuniformă a tubulilor convoluți marcați de picnoza nucleelor ​​și colapsul focal al glomerulilor și scleroza segmentată a lobulilor (Fig. 2a-c). Cu toate acestea, grupul de control a prezentat o structură histologică normală.

Expunerea oamenilor și a animalelor la benzină și kerosen, care crește în ceea ce privește nivelurile de mediu și utilizarea diferită a acestor produse petroliere, poate fi toxică. Benzina și kerosenul sunt utilizate în diferite case pentru a funcționa mai multe tipuri de motoare, lămpi și încălzitoare. Majoritatea păcurii care intră în mediu provine din scurgeri sau scurgeri de rezervoare de stocare.

Parametrii biochimici investigați au arătat o creștere semnificativă (p≤0,05) în comparație cu martorul. Tratamentul șobolanilor cu diete contaminate cu kerosen și benzină a dus la o afectare hepatică semnificativă, eliminată de niveluri ridicate de enzime markere serice: AST, ALT și ALP. Aceste enzime marker sunt de origine citoplasmatică și sunt eliberate în circulație după leziuni celulare (Lin și colab., 2000). Activitatea AST a fost semnificativ mai mare la șobolanii masculi și femele expuși la diete contaminate cu kerosen și benzină în comparație cu martorul. Creșterea activității AST a fost, de asemenea, raportată la toxicitatea indusă de CCI 4 la șobolani (Halim și colab., 1997; Patrick-Iwuanyanwu și colab., 2007a, b; Patrick-Iwuanyanwu și Wegwu, 2008). Această creștere se poate datora proprietăților dinamice anormale ale membranelor celulare după expunerea la fracțiunile de hidrocarburi prezente în kerosen și benzină (Uboh și colab., 2005).

Activitatea ALT a fost, de asemenea, semnificativ mai mare la șobolanii masculi și femele expuși la diete contaminate cu kerosen și benzină în comparație cu martorul. O astfel de creștere este indicativă a leziunii hepatice, în special a creșterii nivelului L-ALT (Lin și Wang, 1986). Nivelul activității ALT serice a fost raportat a fi crescut ca urmare a leziunilor hepatice la pacienții care au dezvoltat hepatotoxicitate severă (Beckett și colab., 1989). ALT s-ar fi putut scurge din celulele deteriorate, din cauza necrozei, indicând o disfuncție a organelor (McIntyre și Rosalki, 1992). Rezultatul acestui studiu este, de asemenea, în acord cu concluziile lui Salie și colab. (1999), care au descoperit că creșterea enzimei AST este însoțită de obicei de o creștere a nivelurilor de ALT, care joacă un rol vital în conversia aminoacizilor în cetoacizi. Această creștere se poate datora proprietăților dinamice anormale ale membranelor celulare după expunerea la fracțiunile de hidrocarburi prezente în kerosen și benzină. Schimbările la nivelul membranei celulare ar fi putut fi rezultatul speciilor reactive de radicali liberi din metabolismul hidrocarburilor alifatice și aromatice, care sunt principalii constituenți ai produselor petroliere, precum și ai altor xenobitici (Leighton și colab., 1985; Bondy și colab. ., 1995).

Activitatea fosfatazei alcaline la animalele expuse la dietă contaminată cu kerosen și benzină a fost semnificativ mai mare (p≤0,05) în comparație cu animalele martor. Cu toate acestea, creșterea remarcabilă a nivelului de ALP la șobolani masculi și femele hrăniți cu diete contaminate cu benzină poate implica faptul că daunele au apărut mai mult în celulele hepatice ale șobolanilor hrăniți cu diete contaminate cu benzină decât cei hrăniți cu dietă contaminată cu kerosen, deoarece activitatea acestui s-a raportat că enzima din ser a crescut în afectarea ficatului (Halim și colab., 1997). Fosfataza alcalină este implicată în transportul metaboliților peste membranele celulare, sinteza proteinelor, sinteza anumitor enzime, activitățile secretoare și metabolismul glicogenului. Cu toate acestea, creșterea acestei activități enzimatice nu poate fi legată de o perturbare a transportului de metaboliți sau de modificarea sintezei anumitor enzime ca și în alte condiții hepatotoxice (Sharma și colab., 1995).

În concluzie, rezultatul generat din acest studiu sugerează faptul că kerosenul și benzina sunt factori de stres ai mediului. Astfel, ingestia pe termen lung a acestor produse petroliere ar putea provoca efecte adverse asupra rinichilor și afectarea funcțiilor hepatice.

REFERINȚE

Anderson, J.W., J.M. Neff, B.A. Cox, S.E. Tatem și G.M. Hightower, 1974. Caracterizarea dispersiilor și a extractelor solubile în apă de uleiuri brute și rafinate și toxicitatea acestora pentru crustacee și pești de estuar. Mar. Biol., 27: 75-88.

Awobajo, S.A., 1981. O analiză a incidentului de deversare de petrol în Nigeria: 1976-1980. Lucrările seminarului internațional din 1981, nov. 9-12, Institutul de instruire a petrolului, pp. 58-63.

Beckett, G.J., G.R. Foster, A.D. Hussey, D.B.G. Oliveira, J.W. Donovan, L.F. Presscott și A.T. Proudfoot, 1989. Glutitionul plasmatic s-transferaza și proteina F sunt mai sensibile decât alanina aminotransferaza ca markeri ai afectării hepatice induse de paracetamol (acetaminofen). Clin. Chem., 35: 2186-2189.
Link direct

Bondy, S.C., H.R. Lam, G. Ostergaard, S.X. Guo și O. Ladefoged, 1995. Modificări ale markerilor stării oxidative la creier, ficat și rinichi la șobolani tineri și vârstnici după expunerea la spiritul aromat alb. Arc. Toxicol., 69: 410-414.
CrossRef Link direct

Campbell, D., D. Cox, J. Crum, K. Foster, P. Christie și D. Brewster, 1993. Efectele inițiale ale împământării petrolierului Braer asupra sănătății din Shethland. BMJ, 307: 251-255.
Link direct

Carballo, M., M.L. Nigro, I. Fraga și A. Gadano, 1994. Oxid de etilenă: studii citogenetice și biochimice la persoane expuse profesional. Mediu Mol. Mutag., 23: 7-12.
CrossRef

Dede, E.B. și P.S. Igbigbi, 1997. Determinarea valorii LD50 a metacalfenului la șobolani. J. Sci. Fiziol., 11: 1-7.

Dede, E.B., N.M. Igboh și O.A. Ayalogu, 2002. Studiu de toxicitate cronică a efectului petrolului brut (Bonny Light), kerosenului și benzinei pe șobolani folosind arametre hematologice. IASEM, 6: 60-63.
Link direct

EHC 20, 1982. Produse petroliere selectate: criterii de sănătate de mediu 20. Programul Națiunilor Unite pentru Mediu, Organizația Internațională și Organizația Mondială a Sănătății, Geneva, pp: 5-8.

Eisler, R., 1987. Pericole de hidrocarburi aromatice policiclice pentru pești, animale sălbatice și nevertebrate: o analiză sinoptică. US Fish Wildl. Serv. Biol. Rep., 85: 1-11.

Freedman, B., 1989. Capitolul 6: Poluarea cu petrol. În: Environmental Ecology, Freedman, B. și colab. (Ed.). Academic Press, San Diego, pp: 135-158.

Gardner, G.R., P.P. Yevich, J.C. Harshbarger și A.R. Malcolm, 1991. Carcinogenitatea sedimentului Black Rock Harbor la stridia de est și transferul trofic al carcinogenilor Black Rock Harbor de la midia albastră la plasa de iarnă. Mediu Health Perspect., 90: 53-66.
Link direct

Gravy, P., 1995. Studiul de evaluare a poluării din Delta Nigerului. Banca Mondiala. Carl Bro. Group, International Glostrup, Danemarca, pp: 125.

Halim, A.B., O. El-Ahmady, F. Abdel-Galil, A. Darwish, S. Hassab-Allah și Y. Hafez, 1997. Efectul biochimic al antioxidanților asupra lipidelor și a funcției hepatice în afectarea hepatică indusă experimental. Ann. Clin. Biochem., 34: 656-663.
CrossRef PubMed Link direct

Henderson, R.F., P.J. Sabourin, W.E. Bechtold, B. Steinberg și I.Y. Chang, 1993. Isobutenă (2-metilpropenă). Toxicol. Applied Pharmacol., 120: 50-61.

Imevbore, A.M.A. și S.A. Adeyemi, 1981. Monitorizarea mediului în legătură cu prevenirea și controlul poluării cu hidrocarburi. Proceedings of the International Petroleum Industry and the Nigerian Environment, nov. 9-12, Nigeria, pp. 135-142.

Kato, M., M.L. Rocha, A.B. Carvallio, M.E. Chaves, M.C. Rana și F.C. Oliviera, 1993. Expunerea profesională la neurotoxicant; sondaj preliminar în cinci industrii ale complexului petrochimic camacari. Brazilia Environ. Rez., 61: 133-139.
Link direct PubMed

Kostecki, P.T., E.J. Calabrese și T. Oliver, 1995. Un rezumat al nivelurilor de curățare a solului și a apelor subterane de la stat la stat. Revista Soils, 5: 16-53.

Lam, H.R., G. Ostergard, S.X. Guo, O. Ladefoged și S.C. Bondy, 1994. Expunerea de trei săptămâni a șobolanilor la spiritul alb dearomatizat induce stres oxidativ în creier, rinichi și ficat. Biochimie. Pharmacol., 47: 651-667.
PubMed

Leighton, F.A., Y.Z. Lee, A.D. Kahimtula, P.J. O'Brien și D.B. Peakall, 1985. Tulburări biochimice și funcționale ale RBC ale pescărușului care ingerează țiței brut din golful de prudhoe. Toxicol. Applied Pharmacol., 81: 25-31.
CrossRef

Lin, J.K. și C.J. Wang, 1986. Protecția coloranților cu crocină asupra leziunilor hepatice acute induse de aflatoxina B 1 și dimetilnitrosamină la șobolani. Carcinogenis, 7: 595-599.
CrossRef Link direct

Lin, S.C., T.C. Chung, T.H. Ueng, Y.H. Lynn, S.H. Hsu, C.L. Chiang și Lin, 2000. Efectele hepatoprotectoare ale Unelte Solanum moech asupra hepatotoxicității induse de acetaminofen la șoareci. A.m. J. Clin. Med., 28: 105-114.

Lolomari, T.O., 1983. Petrochimice în mediul nigerian. Lucrările Seminarului internațional privind industria petrolieră și mediul nigerian, (ISPINE`83), NNPC, Port Harcourt, pp: 45-45.

McIntyre, N. și S. Rosalki, 1992. Investigație biochimică în gestionarea bolilor hepatice. În: Boli hepatobiliare, Prieto, J., J. Rodes și D.A. Shafritz (Eds.). Springer-Verlag, Berlin, pp: 39-71.

Moffat, D. și O. Linden, 1995. Percepție și realitate: evaluarea dezvoltării durabile în Delta râului Niger. Ambio, 24: 527-533.

Odu, C.T., 1977. Poluarea cu petrol și mediu. Taur. Știință. Conf. Univ. Nig., 3: 282-285.

Orisakwe, O.E., D.D. Акумка, О.Й. Afonne și K.S. Gamaniel, 2000. Investigații privind baza farmacologică pentru utilizarea folclorică a țițeiului ușor Bonny în Nigeria. Ind. J. Pharmac., 32: 231-234.
Link direct

Patrick-Iwuanyanwu, K.C. și M.O. Wegwu, 2008. Prevenirea leziunilor hepatice induse de tetraclorură de carbon (CCl4) la șobolani de Acanthus montanus. Asian J. Biochem., 3: 213-220.

Patrick-Iwuanyanwu, K.C., M.O. Wegwu și E.O. Ayalogu, 2007. Natura protectoare a usturoiului, ghimbirului și vitaminei E asupra hepatotoxicității induse de CCl4 la șobolani. Asian J. Biochem., 2: 409-414.
CrossRef Link direct

Patrick-Iwuanyanwu, K.C., M.O. Wegwu și E.O. Ayalogu, 2007. Prevenirea leziunilor hepatice induse de CCl 4 de către ghimbir, usturoi și vitamina E. Pak. J. Biol. Sci., 10: 617-621.
CrossRef PubMed Link direct

Rothman, N., G.L. Li, M. Dosemeci, W.E. Bechtold și G.E. Manti și colab., 1996. Hematotoxocitatea în rândul lucrătorilor chinezi puternic expuși la benzen. A.m. J. Ind. Med., 29: 236-246.

Sallie, R., J.M. Tredger și R. Williams, 1991. Medicamentele și ficatul partea 1: Testarea funcției hepatice. Biofarm. Dispozitive de droguri., 12: 251-259.
CrossRef PubMed Link direct

Sharma, A., R. Mathur și S. Skukla, 1995. Acțiunea hepatoprotectoare a unui preparat pe bază de plante împotriva intoxicației cu tetraclorură de carbon. Indian Drugs, 32: 120-128.
Link direct