Uszkodzenia DNA w komórkach somatycznych myszy narażanych na nonylofenol oraz na skojarzone działanie promieniowania jonizującego i nonylofenolu

• Autorzy: Dobrzynska M. M.

Warianty tytułu

EN

DNA damage to somatic cells of mice exposed to nonylphenol and to a combination of ionizing radiation and nonylphenol

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wprowadzenie. Nonylofenol (NF) występuje w produktach codziennego użytku zawierających polichlorek winylu (PCV). Narażenie ludzi na nonylofenol związane jest z jego obecnością w wodzie wodociągowej i żywności. Promieniowanie jonizujące pochodzi ze źródeł naturalnych oraz sztucznych, stosowanych szczególnie w medycynie oraz w nauce i przemyśle. Oba czynniki występują powszechnie w środowisku człowieka, dlatego ekspozycja na ich skojarzone działanie wydaje się wielce prawdopodobne. Cel badań. Celem badań było określenie wpływu subchronicznego podawania samcom myszy nonylofenolu oraz poddawania ich skojarzonemu działaniu promieniowania jonizującego i nonylofenolu na indukcję pęknięć nici DNA w komórkach somatycznych różnych narządów. Materiał i metoda. Materiał stanowiły myszy Pzh:SFIS, którym przez 8 tygodni, 5 razy w tygodniu podawano dootrzewnowo zawiesinę nonylofenolu w oleju słonecznikowym (25 mg/kg mc lub 50 mg/kg mc NF) lub poddawano je skojarzonemu działaniu promieniowania X i nonylofenolu (0,05 Gy + 25 mg/kg mc NF). Grupy zwierząt zabijano po 24 h oraz po 1, 4 i 8 tygodniach od zakończenia narażania. Z myszy izolowano szpik kostny, wątroby, nerki, płuca i śledziony. Oceny uszkodzeń DNA dokonano za pomocą testu kometowego. Wyniki. Na działanie nonylofenolu najbardziej wrażliwe okazały się limfocyty szpiku kostnego, mniej komórki śledziony i płuc. Nonylofenol nie indukował występowanie pęknięć nici DNA w komórkach wątroby i nerek. Ośmiotygodniowe skojarzone działanie promieniowania jonizującego i nonylofenolu w komórkach większości badanych narządów powodowało zwiększenie częstości występowania pęknięć nici DNA w porównaniu do skutków działania samego nonylofenolu. Spośród badanych komórek najbardziej wrażliwe na skojarzone działanie promieniowania jonizującego i nonylofenolu (0.05 Gy + 25 mg/kg mc NF dziennie) okazały się limfocyty szpiku kostnego i komórki śledziony, a najmniej komórki nerek i płuc. Wnioski. Nonylofenol indukuje uszkodzenia materiału genetycznego limfocytów szpiku kostnego oraz komórek śledziony i płuc. Skojarzone działanie promieniowania jonizującego i nonylofenolu powoduje występowanie pęknięć nici DNA limfocytów szpiku kostnego, komórek wątroby, płuc, śledziony i nerek, ze znacznie większą częstością niż sam nonylofenol. Uszkodzenia te mogą być więc stymulowane przez promieniowanie.

EN

Background. Nonylphenol (NP) has been found in daily used products reach in polyvinyl chloride (PVC). The main routes of human exposure are consumption of contaminated food and water. Radiation comes from natural and man-made sources, and is used in medicine, science and industry. Both agents are widely present in environment, therefore human exposure to their combined effect seems to be highly probable. Objective. The aim of the study was the estimation of the effects of subchronic exposure of male mice to nonylphenol alone and in a combination with ionizing radiation on the induction of DNA strand breaks of multiple somatic cells. Material and method. Pzh:SFIS male mice were exposed for 8 weeks, 5 days/week to nonylphenol alone (25 mg/kg bw or 50 mg/kg bw ) or in a combination with X-rays (0.05 Gy + 25 mg/kg bw NP). Animal were killed at 24 h, 1, 4 and 8 weeks after the end of exposure. The bone marrow, spleens, livers, kidneys and lungs were isolated from mice. The estimation of DNA damage was carried out by using Comet assay. Results. The most sensitive to nonylphenol occurred bone marrow lymphocytes, less sensitive were cells of spleen and lungs. NP did not induce the strand breaks in cells coming from liver and kidneys. Eight-weeks combined exposure to ionizing radiation and nonylphenol (0.05 Gy + 25 mg/kg bw NP) caused significantly enhanced level of DNA strand breaks in all tested cells. The most sensitive occurred bone marrow lymphocytes and spleen cells, whereas cells from kidneys and lungs were the least sensitive. Conclusion. Subchronic application of nonylphenol to mice induced damage to genetic material of bone marrow lymphocytes and cells of spleen and lungs. Combined exposure to ionizing radiation and nonylphenol caused, significantly higher than NP alone, level of DNA strand breaks of bone marrow lymphocytes, cells of liver, spleen, lungs and kidneys. Such damages might be stimulated by ionizing radiation.

Słowa kluczowe

PL

nonylofenol; woda pitna; zywnosc; polichlorek winylu; promieniowanie jonizujace; dzialanie skojarzone; uszkodzenia DNA; komorki somatyczne; dzialanie subchroniczne; myszy; szpik kostny; limfocyty

• Wydawca: -
• Czasopismo: Roczniki Państwowego Zakładu Higieny
• Rocznik: 2012
• Tom: 63
• Numer: 4
• Opis fizyczny: s.417-424,tab.,fot.,bibliogr.

Twórcy

autor

Dobrzynska M. M.

• Zakład Higieny Radiacyjnej i Radiobiologii, Narodowy Instytut Zdrowia Publicznego - Państwowy Zakład Higieny, ul.Chocimska 24, 00-794 Warszawa

Bibliografia

• 1. Anderson D., Yu T.W., Phillips B.J., Schmezer P.: The effects of various antioxidants and other modifying agents on oxygen-radical-generated damage in human lymphocytes in Comet assay. Mutat Res 1994, 307, 261-71.
• 2. Anonymous: Nonylphenol. Chem Mark Rep 2001, 260- 31.
• 3. Barcellos-Hoff M.H., Park C., Wright E.G.: Radiation and the microenvironment - tumorigenesis and therapy. Nat Rev Cancer 2005, 5, 867-875.
• 4. Barsiene J., Dedonyte V., Rybakovas A., Andreikenaite L., Andersen O.K.: Investigation of micronuclei and other nuclear abnormalities in peripheral blood and kidney of marine fish treated with crude oil. Aquat Toxicol 2006, 78 Suppl 1, S99-104.
• 5. Carrera P., Migueal de M, Lopez J., Torre de la C., Navarrete M.H.: In vivo response of mouse liver to γ-irradiation assessed by the comet assay. Mutat Res. 1998, 413, 23-31.
• 6. Chapin R.E., Delaney J., Wang Y., Lanning L., Davis B., Collins B., Minz N., Wolfe G.: The effects of 4-nonylphenol in rats. A mulitigeneration reproductive study. Toxicol. Sci. 1999, 80, 80-91.
• 7. Chitra K.C., Latchoumycandane C., Mathur P.P.: Effect of nonylphenol on the antioxidant system in epididymal sperm of rats. Arch Toxicol 2002, 76, 545-551.
• 8. Czajka U. Dobrzyńska M.M.: Indukcja mikrojąder w komórkach somatycznych myszy eksponowanych na działanie promieniowania X lub nonylfenolu oraz na skojarzone działanie obu czynników. Rocz Panstw Zakl Hig 2006, 57, 155-64.
• 9. De Jager C., Bornman M.S., van der Horst G.: The effect of p-nonylphenol, an environmental toxicant with oestrogenic properties, on fertility potential in adult male rats. Andrologia 1999, 31, 99-106.
• 10. Dobrzyńska M.M.: The effects in mice of combined treatments to X-rays and antineoplastic drugs in the Comet assay. Toxicology 2005, 207, 331-338.
• 11. Dobrzyńska M.M.: Assessment of DNA damage in multiple organs from mice exposed to X-rays or acrylamide or a combination of both using the comet assay. In Vivo 2007, 21, 657-62.
• 12. Dobrzyńska M.M.: Ocena częstości występowania mikrojąder w erytrocytach myszy eksponowanych subchronicznie na promieniowanie jonizujące i nonylofenol. Rocz Panstw Zakl Hig 2008, 59, 309-18.
• 13. Dobrzyńska M.M: Combined action of X-rays and nonylphenol on mouse sperm. Cent Eur J Biol 2011, 6(3), 320-29.
• 14. Dobrzyńska M.M.: Male-mediated F1 effects in mice exposed to nonylphenol or to a combination of X-rays and nonylphenol. Drug Chem. Toxicol 2012, 35, 36-42.
• 15. Geens T., Neels H., Covaci A.: Distribution of bisphenol- -A, triclosan and n-nonylphenol in human adipose tissue, liver and brain. Chemosphere 2012, 87, 796-802.
• 16. Grisolia C.K., Bilich M.R., Formigli L.M.: A comparative toxicologic and genotoxic study of the herbicide arsenal, its active ingredient imazapyr, and the surfactant nonylphenol etoxylate. Ecotoxicol Environ Safety 2004, 59, 123-26.
• 17. Guenther K., Heinke V., Thiele B., Kleist E., Prast H., Raecker T.: Endocrine disrupting nonylphenols are ubiquitous in food. Environ Sci Technol 2002, 36, 1676-80.
• 18. Haines G.A., Hendry J.H., Daniel C.P., Morris I.D.: Increased levels of comet-detected spermatozoa DNA damage following in vivo isotopic- or X-rays-irradiation of spermatogonia. Mutat Res 2001, 495, 21-32.
• 19. Haines G.A., Hendry J.H., Daniel C.P., Morris I.D.: Germ cell and dose-dependent DNA damage measured by comet assay in murine spermatozoa after testicular X-irradiation. Biol Reprod 2002, 67, 854-61.
• 20. Han X.D., Tu Z.G., Gong Y., Shen S.N., Wang X.Y., Kang L.N., Hou Y.Y., Chen J.X.: The toxic effects of nonylphenol on the reproductive system of male rats. Reprod Toxicol 2004, 19, 215-21.
• 21. Hawerlak M., Bennett E., Metcalfe C.: The environmental fate of the primary degeneration products of alkylophenol etoxylate surfactants in recycled paper sludge. Chemosphere 1999, 39, 745-52.
• 22. HELCOM (Helsinski Commission) Guidance document on nonylphenol /nonylpenoletoksylates (NP/NPEs), Baltic Marine Environment Protection Commission. Finland: Helsinki, 2002.
• 23. Jubendradass R., D’Cruz S.C., Rani S.J.A., Matur P.P.: Nonylphenol induces apoptosis via mitochondria- and Fas-L-mediated pathways in the liver of adult male rat. Regul Toxicol Pharmacol 2012, 62, 405-11.
• 24. Junk G.A., Svec H.J, Vick R.D., Avery M.J.: (1974). Contamination of water by synthetic polymer tubes. Environ Sci Technol 1974, 8, 1100-1106.
• 25. Korkmaz A., Aydogan M., Kolankaya D., Barlas N.: Vitamin C coadministration augments bisphenol A, nonylphenol, and octylphenol induced oxidative damage on kidney of rats. Environ Toxicol 2011, 26, 325-37.
• 26. Kumaravel T.S. and Jha A.N.: Reliable comet assay measurements for detecting DNA damage induced by ionizing radiation and chemicals. Mutat Res 2006, 605, 7-16.
• 27. Lee P.C.: Distribution of male reproductive tract development by administration of the xenoestrogen, nonylphenol to male newborn rats. Endocrine 1998, 9, 105-111.
• 28. Loyo-Rosales J.E., Rosales-Rivera G.C., Lynch A.M., Clifford P., Rice C.P., Torrents A.: Migration of nonylphenol from plastic containers to water and milk surrogate. J Agricult Food Chem 2004, 52, 2016-20.
• 29. Mekkawy I.A., Mahmoud U.M., Sayed Ael-D.: Effects of 4-nonylphenol on blood cells of African catfish Clarias gariepinus (Burchell, 1822). Tissue Cell 2011, 43, 223-29.
• 30. Mendiola-Cruz M.T. and Morales-Ramirez P.: Repair kinetics of gamma-ray induced DNA damage determined by single gel electrophoresis assay in murine leukocyte in vivo. Mutat Res 1999, 433, 45-52.
• 31. Morgan W.F., Day J.P., Kaplan M.I., McGhee E.M., Limoli C.L.: Genomic instability induced by ionizing radiation. Radiat Res 1996, 146, 247-258.
• 32. Peridis P., Jha A.N., Langston W.J.: Measurements of the genotoxic potential of (xeno-) oestrogens in the bivalve mollusk Scrobicularia plana, using the Comet assay. Aquatic Toxicol 2009, 94, 8-15.
• 33. Pollycove M. and Feinendegen L.E.: Radiation reduced versus endogenous DNA damage possible effect of inducible protective responses in mitigating endogenous damage, Human Exp Toxicol 2003, 22, 290-306.
• 34. Rivero C.L., Barbosa A.C., Ferreira M.F.N., Dorea J.G, Grisolia C.K.: Evaluation of genotoxicity and effects on reproduction on nonylphenol in Oreochromis niloticus (Pisces: cichlidae). Ecotoxicology 2008, 17, 732-37.
• 35. Singh N.P., Mc Coy M., Tice R.R., Schneider E.L.: A simple technique for quantization of low level of DNA damage in individual cells. Exp Cell Res 1988, 175, 184-91.
• 36. Soares A., Guieysse B., Jefferson B., Cartmell E., Lester J.N.: Nonylphenol in the environment: A critical review on occurrence, fate, toxicity and treatment in wastewaters. Environ. Internat 2008, 14, 1033-49.
• 37. Soto A.M., Justica H., Wray J.W., Sinnenschein C.: p- -Nonylphenol as estrogenic xenobiotic released from ‘modified’ polystyrene. Environ Health Perspect 1991, 92, 167-73.
• 38. Sowa M., Arthurs J., Estes B.J., Morgan W.F.: Effects of ionizing radiation on cellular structure, induced instability and carcinogenesis. EXS 2006, 96, 293-301.
• 39. Tayama S., Nakagawa Y., Tayama K.: Genotoxic effects of environmental estrogen-like compounds in CHO-K1 cells. Mutat Res 2008, 649, 114-25.
• 40. Ueno S., Kashimoto T., Susa N., Natsume H., Toya M., Ito N., Takeda-Homma S., Nishimura Y., Sasaki Y.F., Sugiyama M.: Assessment of DNA damage in multiple organs of mice after whole body X-irradiation using the comet assay. Mutat Res 2007, 634, 135-45.
• 41. UNSCEAR (2008) United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation. Sources and effects of ionizing radiation. United Nations Publication. New York 2010.
• 42. White R., Jobling S., Hoare S.A., Sumpter J.P., Parker M.G.: Environmentally persistent alkylphenolic compounds are estrogenic. Endocrinology 1994, 135, 175-82.
• 43. Woo G.-H., Shibutani M., Ichiki T., Hamamura M., Lee K.-Y., Inoue K., Hirose M.: A repeated 28-day oral dose toxicity study on nonylphenol in rats, based on the ‘Enhanced OECD test Guideline 407’ for screening of endocrine-disrupting chemicals. Arch Toxicol 2007, 81,77-88.