Trace metal disturbance in mice brain after intranasal exposure of nano- and submicron-sized Fe₂O₃ particles

• Autorzy: Wang, B. , Wang, Y. , Feng, W. , Zhu, M. , Wang, M. , Ouyang, H. , Wang, H. , Li, M. , Zhao, Y. , Chai, Z.

Warianty tytułu

PL

Zaburzenia w mózgu myszy wywołane donosową ekspozycją przez nano- i submikrocząstki Fe₂O₃

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Trace metals in the brain play an important role in the function of central nervous system (CNS). The objective of this work is to investigate the effects of intranasal exposure of nano- and submicron-sized Fe₂O₂3, particles on the homeostasis of trace metals in the brain. After a single intranasal instillation of nano- and submicron-sized Fe₂O₂3, particles, the contents of Fe, Cu and Zn in the sub-brain regions were determined in the time course from 4 h till to the 30 day post-exposure. Our results indicated that the imbalance of trace metals in the sub-brain regions of mice was induced by the two sizes of Fe₂O₂3, particles. The more significant accumulation of Fe in the brain was found in the nano-Fe₂O₂3., treated mice than in the submicron-Fe₂O₂3, treated ones; meanwhile, similar alterations of Zn contents in the brain were observed as well. A strong positive correlation between Fe and Zn levels in the olfactory bulb of nano-Fe₂O₂3 instilled mice and in the hippocampus and cerebral cortex of submicron-Fe₂O₂3 instilled mice were found. This is the first trial to investigate the disturbance of trace metals in the brain after exposure to Fe₂O₂3 nanoparticles. These results state that much attention should be paid to the potential impact of inhaled FCjCX, nanoparticles on the CNS.

PL

Metale śladowe odgrywająistotnąrolę w funkcjonowaniu ośrodkowego układu nerwowego. Celem tej pracy jest zbadanie wpływu donosowej ekspozycji nano- i submikronowej wielkości cząstek Fe₂O₂3 na homeostazę mikroelementów w mózgu. Badano zawartość Fe, Cu i Zn w czasie od 4 godzin do 30 dni po donosowym podaniu cząstek Fe₂O₂3, o rozmiarach ťano- i submikronowych. Uzyskane rezultaty wskazują, że te dwa rozmiary cząstek Fe₂O₂3., wywoływały zaburzenia równowagi powyższych mikroelementów w różnych strukturach mózgu myszy. W mózgu myszy potraktowanych nano-Fe²O³ zaobserwowano znaczniejszą akumulację Fe niż u myszy potraktowanych submikrono-Fe₂O Podobne zmiany zaobserwowano również w zawartości Zn w mózgu. Zaobserwowano istotną korelację między zawartością Fe i Zn w opuszce węchowej myszy, którym podano nano-Fe₂O oraz w hipokampie i korze mózgowej myszy potraktowanych submikrono-Fe₂O praca ta stanowi pierwszą próbę zbadania zaburzenia poziomu metalicznych mikroelementów w mózgu po ekspozycji nanocząsteczkami Fe₂O Uzyskane dane wskazują, że należy zwracać szczególną uwagę na potencjalny wpływ wdychanych nanoczastek Fe₂O na ośrodkowy układ nerwowy.

Słowa kluczowe

PL

nanocząstki Fe2O3; metale śladowe w mózgu; Cu; Zn; ICP-MS; NAA

EN

Fe2O3 nanoparticles; trace metals in mice brain; Cu; Zn; ICP-MS; NAA

• Czasopismo: Chemia Analityczna
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 53, No. 6
• Strony: 927-942
• Opis fizyczny: Bibliogr. 38 poz.

Twórcy

autor

Wang, B.

autor

Wang, Y.

autor

Feng, W.

autor

Zhu, M.

autor

Wang, M.

autor

Ouyang, H.

autor

Wang, H.

autor

Li, M.

autor

Zhao, Y.

autor

Chai, Z.

• Laboratory of Bio-Environmental Effects of Nanomaterials and Nanosafety and Key Laboratory of Nuclear Analytical Techniques, Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences, Beiejing 100049, China,

Bibliografia

• 1.Balbus J.M., Maynard A.D., Colvin V.L., Castranova V., Daston G.P., Denison R.A., Dreher K.L., Goering P.L., Goldberg A.M., Kulinowski K.M., Monteiro-Riviere N.A., Oberdorster G., Omenn G.S., Pinkerton K.E., Ramos K.S., Rest K.M., Sass J.B., Silbergeld E.K. and Wong B.A., Environ. Health Perspect., 115, 1654 (2007).
• 2.Gwinn M.R. V.V., Environ. Health Perspect., 114, 1818 (2006).
• 3.Tin Tin Win S., Yamamoto S., Ahmed S., Kakeyama M., Kobayashi T. and Fujimaki H., Toxicol.Lett., 163, 153(2006).
• 4.Tin Tin Win S., Mitsushima D., Yamamoto S., Fukushima A., Funabashi T., Kobayashi T. and Fujimaki H., Toxicol. Appl. Pharm, 226, 192 (2008).
• 5.Oberdorster E.. Environ. Health Perspect., 112. 1058(2004).
• 6.ElderA., Gelein R., Silva V., Feikert T., Opanashuk L., Carter J.. Potter R., Maynard A., Finkelstein J. and Oberdorster G., Environ. Health Perspect., 114, 1172 (2006).
• 7.Varanasi P., FulIana A. and Sidhu S., Chemosphere, 66, 1031 (2007).
• 8.Liu Q., Cui Z.M., Ma Z., Bian S.W., Song W.G. and Wan L.J., Nanotechnology, 18, 85605 (2007).
• 9.Horak D., Babie M., Mackova H. and Benes M.J., J. Sep. Sci., 30, 1751 (2007).
• 10.Korczyński R. E., Occupational Health Concerns in the Welding Industry, Taylor and Francis Ltd, 2000, p. 936.
• 11.Pisanie T.R., Blackwell J.D., Shubayev V.I.. Finones R.R. and Jin S., Biomaterials, 28,2572 (2007).
• 12.Zheng W. A., M., and Ghersi-Egea J.F., Toxicol. Appl. Pharm., 192, 1 (2003).
• 13.Konoha K., Sadakane Y. and Kawahara M., J. Health Sci., 52, 1 (2006).
• 14.Pankhurst Q., Hautot D., Khan N. and Dobson J., J. Alzheimers Dis., 13, 49 (2008).
• 15.Castellani R.J., Moreira P.I., Liu G., Dobson J.. Perry G.. Smith M.A. and Zhu X.W., Neurochem.Res., 32, 1640(2007).
• 16.Barnham K.J. and Bush A.I., Curr. Opin. Chem. Biol., 12, 222 (2008).
• 17.Watt N.T. and Hooper N.M., Trends Biochem. Sci., 28, 406 (2003).
• 18.Valentine J.S. and Hart PJ., PNAS, 100, 3617 (2003).
• 19.Comett C.R., Markesbery W.R. and Ehmann W.D., Neurotoxicology, 19, 339 (1998).
• 20.Nel A., Xia T., Madler L. and Li N., Science, 311, 622 (2006).
• 21.Wang B., Feng W.Y., Wang M.. Shi J. W., Zhang F., Ouyang H., Zhao Y.L., Chai Z.F., Huang Y.Y., Xie Y.N., Wang H.F. and Wang J., Biol Trace Elem Res. 118, 233 (2007).
• 22.Wang B., Feng W.Y., Zhu M.T., Wang Y., Wang M., Gu Y.Q., Ouyang H., Wang H.J., Li M., Zhao Y.L., Chai Z.F. and Wang H.F., J. Nanopart. Res., (in press).
• 23.Murray-Kolb L.E. and Beard J.L., Am. J. Clin. Nutr., 85, 778 (2007).
• 24.Beard J., J. Nutr., 137, 524S (2007).
• 25.Kim N.H., Park S.J., Jin J.K., Kwon M.S., Choi E.K., Carp R.I. and Kim Y.S., Brain Res., 884. 98 (2000).
• 26.Gaasch J.A., Lockman PR., Geldenhuys W.J., Allen D.D. and Van der Schyf C.J., Neurochem.Res., 32, 1196(2007).
• 27.Castellani R.J., Moreira P.I., Liu G., Dobson J., Perry G., Smith M.A. and Zhu X.W., Neurochem.Res., 32, 1640 (2007).
• 28.Coleman J.E., Curr. Opin. Chem. Biol., 2, 222 (1998).
• 29.Frederickson C.J., Suh S.W., Silva D., Frederickson C.J. and Thompson R.B .,J. Nutr., 130, 147 IS (2000).
• 30.Bhatnagar S. and Taneja S., Brit. J. Nutr., 85, SI39 (2001).
• 31.Sandstead H.H., Frederickson C.J. and Penland J.G., J. Trace Microprobe Tech., 18, 517 (2000).
• 32.Huang X.D., Cuajungco M.P., Atwood C.S., Moir R.D., Tanzi R.E. and Bush A.I., J. Nutr., 130, 1488S (2000).
• 33.Deibel M.A., Ehmann W.D. and Markesbery W.R., Journal of the Neurological Sciences, 143. 137 (1996).
• 34.Que E.L., Domaille D.W. and Chang C.J., Chem. Rev., 108, 1517(2008).
• 35.Wright R.O. and Baccarelli A., J. Nutr., 137, 2809 (2007).
• 36.Crichton R.R., Dexter D.T. and Ward R.J., Coordin. Chem. Rew., 252, 1189 (2008).
• 37.Tarohda T., Ishida Y.,Kawai K., Yamamoto M. and Amano R., Anal. Bioanal Chem 383 224 (2005).
• 38.Lovell M.A., Robertson J.D., Teesdale W.J., Campbell J.L. and Markesbery WR J Neurol. Sci 158,47(1998).