Ratlarda nikel oksit ve nikel oksit nanopartiküllerinin akciğer dokusu üzerine etkisi
Effect of nickel oxide and nickel oxide nanoparticules onlung tissue in rats
Yazar: ELİF BÜŞRA FİDAN
Danışman: PROF. DR. FATMA GÖKÇE APAYDIN ; DR. ÖĞR. ÜYESİ ELİF BURCU BALİ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Nikel oksit (NİO), endüstride yaygın olarak kullanılan, sert ve korozyona karşı dayanıklı özellikte bir metal oksittir. Bu çalışmada, NİO oral (150 mg/kg), NİO intraperitoneal (20 mg/kg), NİO intravenöz (1mg/kg), nikel oksit nanopartikül (NİO-NP) oral (150 mg/kg), NİO-NP intraperitoneal (20 mg/kg) ve NİO-NP intravenöz (1 mg/kg) olmak üzere Wistar erkek ratlara uygulandı. 4 haftalık uygulanmadan sonra ratların akciğer dokusu histopatolojik olarak incelendi. Rat akciğer dokusunda malondialdehit (MDA) düzeyleri ve antioksidan enzim aktiviteleri süperoksit dismutaz (SOD), katalaz (CAT), glutatyon peroksidaz (GPx) ve glutatyon-S-transferaz (GST) ve ilaveten apoptotik belirteç p53 gen ekspresyonu araştırıldı. Histopatolojik olarak, NİO ve NİO-NP gruplarında uygulama yollarına göre (oral, intraperitoneal ve intravenöz) değişikliklere neden oldu. MDA düzeyi kontrol grubu ile diğer gruplar karşılaştırıldığında kontrole göre tüm gruplarda anlamlı bir artış saptandı (p<0,05). Bu artış, NiO-NP grubunda NiO uygulamalı gruba göre daha fazlaydı. Ayrıca intravenöz uygulamalı gruplardaki MDA düzeyi, oral ve intraperitoneal uygulamalı gruplara göre daha fazla bulundu. Antioksidan enzim aktivitelerinde (SOD, CAT, GPx, GST) ise kontrol grubuna göre karşılaştırıldığında bütün gruplarda anlamlı bir azalma gözlemlendi. NiO-NP grubundaki azalma, NiO uygulamalı gruba göre daha fazla bulundu. Ayrıca intravenöz uygulamalı gruplardaki azalma, oral ve intraperitoneal uygulamalı gruplara göre daha fazlaydı. Apoptotik belirteç p53 gen ekspresyonu düzeyinde ise NiO ve NiO-NP gruplarında en yüksek artışın yine intravenöz gruplarında olduğu tespit edildi. Sonuç olarak, akciğer hücrelerinde NiO-NP intravenöz grubu oksidatif stresi ve p53 gen aktivasyonunu diğer gruplara göre en yüksek oranda arttırmakta ve histopatalojik değişikliklere yol açmaktadır. Bu yüzden, NiO-NP intravenöz uygulaması rat akciğer hücrelerinde yüksek karsinojenite ve apoptotik yolakların indüksiyonuna neden olabilir.

Abstract:
Nickel oxide (NIO) is a hard and corrosion resistant metal oxide widely used in industry. In this study, NIO oral (150 mg/kg), NIO intraperitoneal (20 mg/kg), NIO intravenous (1 mg/kg), nickel oxide nanoparticles (NIO-NP) oral (150 mg/kg), NIO-NP intraperitoneal (20 mg/kg) and NIO-NP intravenous (1 mg/kg) were administered to male Wistar rats. After 4 weeks of administration, the lung tissues of the rats were examined histopathologically. Malondialdehyde (MDA) levels and antioxidant enzyme activities including superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), glutathione peroxidase (GPx) and glutathione-S-transferase (GST) and apoptotic marker p53 gene expression were investigated. Histopathologically, changes were observed in the NIO and NIO-NP groups according to the route of administration (oral, intraperitoneal and intravenous). When the MDA level was compared between the control group and the other groups, a significant increase was found in all groups compared to the control (p<0,05). This increase was higher in the NiO-NP group than in the NiO-treated group. Additinally, MDA levels in the intravenously administered groups were higher than those in the oral and intraperitoneally administered groups. A significant decrease in antioxidant enzyme activities (SOD, CAT, GPx, GST) was observed in all groups compared to the control. The decrease in the NiO-NP group was also found to be higher than the NiO-administered group. Moreover, the decrease in the intravenously administered groups was higher than the oral and intraperitoneal administered groups. At the level of apoptotic marker p53 gene expression, the highest increase in NiO and NiO-NP groups was found in the intravenous groups. In conclusion, NiO-NP intravenous group increases oxidative stress and p53 gene activation in lung cells at the highest rate compared to other groups and leads to histopathologic changes. Therefore, NiO-NP intravenous administration may cause high carcinogenicity and induction of apoptotic pathways in rat lung cells.