Ukr.Biochem.J. 2021; Том 93, № 4, липень-серпень, c. 66-76

doi: doi: https://doi.org/10.15407/ubj93.04.066

Захисна дія екстракту Atriplex halimus проти індукованої бензолом гематотоксичності в щурів

20.12.2021   Uncategorized   No comments

K. Zeghib1*, D. A. Boutlelis2, S. Menai3, M. Debouba4

1Department of chemistry, Faculty of exact sciences, University of El-Oued, El-Oued, Algeria;
2Department of Biology, Faculty of natural sciences and life, University of El-Oued, El-Oued, Algeria;
3The mother-child hospital (Bachir Bennacer) of El-Oued, El-Oued, Algeria;
4Higher Institute of Applied Biology of Medenine, University of Gabès, Tunisia;
*e-mail: zeghib-khaoula@univ-eloued.dz

Отримано: 24 грудня 2020; Затверджено: 07 липня 2021

Бензен (BZ) є поширеним забруднювачем навколишнього середовища з токсичною дією, спрямованою, головним чином, на кровотворну та імунну системи. Atriplex halimus L. (Amaranthaceae) ((Ah) – середземноморський галофітний чагарник, який традиційно використовується в Північній Африці як лікарська рослина. Метою дослідження було оцінити профілактичний та лікувальний потенціал водного екстракту Atriplex halimus L. (Ah) у подоланні індукованої бензолом гематотоксичності в щурів. Методом LC-MS в екстракті виявили наявність 7 вітамінів, серед яких вміст вітаміну С був найвищим. Дорослих щурів було розділено на п’ять груп: група 1 отримувала воду (контроль­); група 2 отримувала перорально водний екстракт Ah (200 мг/кг) 3 дні на тиждень протягом 15 тижнів; група 3 отримувала BZ (100мг/кг) щодня у питній воді протягом 15 тижнів; група 4 отримувала одночасно BZ (100 мг/кг) та Ah (200 мг/кг) профілактично протягом 15 тижнів (AhP + BZ); група 5 спочатку отримувала BZ (100 мг/кг) протягом 11 тижнів, а потім лікування екстрактом Ah (300 мг/кг) щодня протягом 30 днів (BZ + AhC). Показано, що субхронічна дія бензолу сричиняла лейкопенію, лімфоцитопенію, гранулоцитопенію та масивну дегенерацію  тканини кісткового мозку. У крові та кістковому мозку інтоксикованих бензолом щурів рівень ензимних і неензимних ендогенних антиоксидантів (GST, CAT та GSH) був значно зниженим, а рівень MDA підвищеним порівняно із щурами контрольної групи. Введення екстракту Ah дозволило відновити структуру кісткового мозку, значно знизити вміст MDA, підвищити активність GST і CAT та рівень GSH у крові та кістковому мозку порівняно з відповідними показниками у групі, яка отримувала BZ. Результати цього дослідження демонструють, що лікувальне та меншою мірою профілактичне застосування екстракту Atriplex halimus має терапевтичний потенціал проти індукованої бензолом гематотоксичності.

Ключові слова: , , , , ,

Посилання:

  1. El-Demerdash FM, Tousson EM, Kurzepa J, Habib SL. Xenobiotics, Oxidative Stress, and Antioxidants. Oxid Med Cell Longev. 2018;2018:9758951. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  2. Sears ME, Genuis SJ. Environmental determinants of chronic disease and medical approaches: recognition, avoidance, supportive therapy, and detoxification. J Environ Public Health. 2012;2012:356798. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  3. Falzone L, Marconi A, Loreto C, Franco S, Spandidos DA, Libra M. Occupational exposure to carcinogens: Benzene, pesticides and fibers (Review). Mol Med Rep. 2016;14(5):4467-4474. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  4. WHO (World Health Organization). Benzene in Drinking-water. Background document for development of WHO Guidelines for Drinking-Water Quality. World Health Organization. 2003.
  5. Oshiro Y, Balwierz PS, Witz G. Micronucleus formation in mouse bone marrow cells in vivo in response to trans, trans-muconaldehyde. Toxicol Lett. 2001;121(3):159-166.  PubMed, CrossRef
  6. ATSDR (Agency for Toxic Substances and Disease Registry). Benzene Overview. Public Health Service, U.S. Department of Health and Human Services, Atlanta, GA. 2015.
  7. Wilbur SB, Keith S, Faroon O, Wohlers D. Toxicological profile for benzene. 2007.
  8. Abdou RH, Saleh SY, Khalil WF. Toxicological and biochemical studies on Schinus terebinthifolius concerning its curative and hepatoprotective effects against carbon tetrachloride-induced liver injury. Pharmacogn Mag. 2015;11(Suppl 1):S93-S101.  PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  9. Borowska S, Brzóska MM. Chokeberries (Aronia melanocarpa) and Their Products as a Possible Means for the Prevention and Treatment of Noncommunicable Diseases and Unfavorable Health Effects Due to Exposure to Xenobiotics. Compr Rev Food Sci Food Saf. 2016;15(6):982-1017. PubMed, CrossRef
  10. Dar RA, Shahnawaz M, Qazi PH. General overview of medicinal plants: A review. J Phytopharmacol. 2017;6(6):349-351.
  11. Clauser M, Dall’Acqua S, Loi MC, Innocenti G. Phytochemical investigation on Atriplex halimus L. from Sardinia. Nat Prod Res. 2013;27(20):1940-1944. PubMed, CrossRef
  12. Slama K, Boumendjel M, Taibi F, Boumendjel A, Messarah M. Atriplex halimus aqueous extract abrogates carbon tetrachloride-induced hepatotoxicity by modulating biochemical and histological changes in rats. Arch Physiol Biochem. 2020;126(1):49-60.  PubMed, CrossRef
  13. Nedjimi B, Guit B, Toumi M, Beladel B, Akam A, Daoud Y. “Atriplex halimus subsp. schweinfurthii (Chenopodiaceae) : Description, écologie et utilisations pastorales et thérapeutiques”. Fourrages. 2013;216:333-338.
  14. Al-Senosy N, Abou-Eisha A, Ahmad E. In vitro Antiproliferation Effect of Atriplex halimus L. Crude Extract on Human Cell Lines by Induction of Apoptosis and G2/M phase Arrest. Egypt Acad J Biol Sci. 2018;10(1):115-126. CrossRef
  15. Parvez MK, Arbab AH, Al-Dosari MS, Al-Rehaily AJ, Alam P, Ibrahim KE, Alsaid MA, Rafatullah S. Protective effect of Atriplex suberecta extract against oxidative and apoptotic hepatotoxicity. Exp Ther Med. 2018;15(4):3883-3891. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  16. Alves-Silva JM, Romane A, Efferth T, Salgueiro L. North African Medicinal Plants Traditionally Used in Cancer Therapy. Front Pharmacol. 2017;8:383. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  17. Mohammedi Z. Resistance, Pharmacology Properties and Nutritional Value of a Shrub from Arid Environments Atriplex halimus. Res J Med Plant. 2016;10(1):10-18. CrossRef
  18. Murugan R, Parimelazhagan T. Comparative evaluation of different extraction methods for antioxidant and anti-inflammatory properties from Osbeckia parvifolia Arn. – An in vitro approach. J King Saud Univ Sci. 2014;26(4):267-275.  CrossRef
  19. Lucien BG, Calixte B, Gilles KN, Yapi HF, Djaman Allico J, N’Guessan JD. Assessment of Acute and Subacute Toxicity of the Total Dichloromethane-Ethanol Extract of Morinda morindoides (Baker) Milne-Redh (ETDE) on Rats. Pharmacogn J. 2015;7(6):372-377. CrossRef
  20. Yenon AA. Acute toxicity and phytochemical screening of stem bark extracts of Entandrophragma angolense (Welw.) C. DC.(Meliaceae). Asian J Biomed Pharm Sci. 2014;4(38):67-70. CrossRef
  21. Fofie NBY, Kiendrebeogo M, Coulibaly K, Sanogo R, Kone-bamba D. Mineral Salt Composition and Secondary Metabolites of Ocimum gratissimum L., An Anti-hyperglycemic Plant. Nat Prod Chem Res. 2016;4(5):235.  CrossRef
  22. Chaouche T, Haddouchi F, Bekkara FA. Phytochemical study of roots and leaves of the plant Echiumpycnanthum Pomel. Der Pharmacia Letter. 2011;3(2):1-4.
  23. Khan AM, Qureshi RA, Ullah F, Gilani SA, Nosheen A, Sahreen S, Laghari MK, Laghari MY, Shafiq-Ur-Rehman, Hussain I, Murad W. Phytochemical analysis of selected medicinal plants of Margalla Hills and surroundings. J Med Plants Res. 2011;5(25):6017-6023.
  24. Bidie AP, N’Guessan BB, Yapo AF, N’Guessan JD, Djaman AJ. Activités antioxydantes de dix plantes medicinales de la pharmacopée ivoirienne. Sci Nat. 2011;8(1-2):1-11.
  25. El Yahyaoui O, Ouaaziz NA, Guinda I, Sammama A, Kerrouri S, Bouabid B, El Bakkall M, Quyou A, Lrhorfi LA, Bengueddour R. Phytochemical screening and thin layer chromatography of two medicinal plants: Adansonia digitata (Bombacaceae) and Acacia raddiana (Fabaceae). J Pharmacogn Phytochem. 2017;6(1):10-15.
  26. Firdouse S, Alam P. Phytochemical investigation of extract of Amorphophallus campanulatus tubers. Int J Phytomed. 2011; 3(1):32.
  27. Anjos-Afonso F, Bonnet D. Isolation, culture, and differentiation potential of mouse marrow stromal cells. Curr Protoc Stem Cell Biol. 2008;7(1):2B-3. PubMed,  CrossRef
  28. Bradford MM.  A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Anal Biochem. 1976;72(1-2):248-254. PubMed, CrossRef
  29. Quintanilha AT, Packer L, Davies JM, Racanelli TL, Davies KJ. Membrane effects of vitamin E deficiency: bioenergetic and surface charge density studies of skeletal muscle and liver mitochondria. Ann N Y Acad Sci. 1982;393:32-47. PubMed, CrossRef
  30. Weckbecker G, Cory JG. Ribonucleotide reductase activity and growth of glutathione-depleted mouse leukemia L1210 cells in vitro. Cancer Lett. 1988;40(3):257-264. PubMed, CrossRef
  31. Habig WH, Pabst MJ, Jakoby WB. Glutathione S-transferases. The first enzymatic step in mercapturic acid formation. J Biol Chem. 1974;249(22):7130-7139. PubMed
  32. Aebi H. Catalase in vitro. Methods Enzymol. 1984;105:121-126. PubMed, CrossRef
  33. Han W, Wang S, Li M, Jiang L, Wang X, Xie K. The protective effect of diallyl trisulfide on cytopenia induced by benzene through modulating benzene metabolism. Food Chem Toxicol. 2018;112:393-399. PubMed, CrossRef
  34. Elsayed, ASI, Hegazi MA. Ameliorative effects of curcumin and green tea against gasolin-inhalation hematotoxicity. Int J Appl Biol Pharm Technol. 2016;7(1):1-18.
  35. Qu Q, Shore R, Li G, Jin X, Chen LC, Cohen B, Melikian AA, Eastmond D, Rappaport SM, Yin S, Li H, Waidyanatha S, Li Y, Mu R, Zhang X, Li K. Hematological changes among Chinese workers with a broad range of benzene exposures. Am J Ind Med. 2002;42(4):275-285. PubMed, CrossRef
  36. Avogbe PH, Ayi-Fanou L, Cachon B, Chabi N, Debende A, Dewaele D, Aissi F, Cazier F, Sanni A. Hematological changes among Beninese motor-bike taxi drivers exposed to benzene by urban air pollution. Afr J Environ Sci Technol. 2011;5(7):464-472.
  37. Irons RD, Heck H, Moore BJ, Muirhead KA. Effects of short-term benzene administration on bone marrow cell cycle kinetics in the rat. Toxicol Appl Pharmacol. 1979;51(3):399-409. PubMed, CrossRef
  38. Rothman N, Smith MT, Hayes RB, Li GL, Irons RD, Dosemeci M, Haas R, Stillman WS, Linet M, Xi LQ, Bechtold WE, Wiemels J, Campleman S, Zhang L, Quintana PJ, Titenko-Holland N, Wang YZ, Lu W, Kolachana P, Meyer KB, Yin S. An epidemiologic study of early biologic effects of benzene in Chinese workers. Environ Health Perspect. 1996;104(Suppl 6):1365-1370. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  39. Ruiz MA, Augusto LG, Vassallo J, Vigorito AC, Lorand-Metze I, Souza CA. Bone marrow morphology in patients with neutropenia due to chronic exposure to organic solvents (benzene): early lesions. Pathol Res Pract. 1994;190(2):151-154. PubMed, CrossRef
  40. Brahmkshatriya PP, Brahmkshatriya PS. Terpenes: Chemistry, Biological Role, and Therapeutic Applications. Eds. Ramawat K, Mérillon JM. Natural Products. 2013: 2665-2691. CrossRef
  41. Rajput ZI, Hu SH, Xiao CW, Arijo AG. Adjuvant effects of saponins on animal immune responses. J Zhejiang Univ Sci B. 2007;8(3):153-161. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  42. Badham HJ, Renaud SJ, Wan J, Winn LM. Benzene-initiated oxidative stress: Effects on embryonic signaling pathways. Chem Biol Interact. 2010;184(1-2):218-221. PubMed, CrossRef
  43. Uzma N, Kumar BS, Hazari MA. Exposure to benzene induces oxidative stress, alters the immune response and expression of p53 in gasoline filling workers. Am J Ind Med. 2010;53(12):1264-1270. pm id=”20886531″], CrossRef
  44. Ibrahim KS, Saleh ZA, Farrag AR, Shaban EE. Protective effects of zinc and selenium against benzene toxicity in rats. Toxicol Ind Health. 2011;27(6):537-545. PubMed, CrossRef
  45. Roy H, Pillai A. Evaluation of ROS induced genetic aberration in benzene intoxicated rat bone marrow.  J Cell Tissue Res. 2015; 15(2): 4957.
  46. Abdel Maksoud HA, Elharrif MG, Mahfouz MK, Omnia MA, Abdullah MH, Eltabey ME. Biochemical study on occupational inhalation of benzene vapours in petrol station. Respir Med Case Rep. 2019;27:100836. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  47. Adegbola P, Aderibigbe I, Hammed W, Omotayo T. Antioxidant and anti-inflammatory medicinal plants have potential role in the treatment of cardiovascular disease: a review. Am J Cardiovasc Dis. 2017;7(2):19-32. PubMed, PubMedCentral
  48. Carr AC, Maggini S. Vitamin C and Immune Function. Nutrients. 2017;9(11):1211. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  49. Cicero  AFG, Colletti A. Effects of Carotenoids on Health: Are All the Same? Results from Clinical Trials. Curr Pharm Des. 2017;23(17):2422-2427.  PubMed, CrossRef
  50. Zou Z, Xi W, Hu Y, Nie C, Zhou Z. Antioxidant activity of Citrus fruits. Food Chem. 2016;196:885-896. PubMed, CrossRef
  51. Filipsky T, Riha M, Macakova K, Anzenbacherová E, Karlickova J, Mladenka P. Antioxidant effects of coumarins include direct radical scavenging, metal chelation and inhibition of ROS-producing enzymes. Curr Top Med Chem. 2015;15(5):415-431. PubMed, CrossRef
  52. Kalf GF, Schlosser MJ, Renz JF, Pirozzi SJ. Prevention of benzene-induced myelotoxicity by nonsteroidal anti-inflammatory drugs. Environ Health Perspect. 1989;82:57-64. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  53. Kawahara K, Hohjoh H, Inazumi T, Tsuchiya S, Sugimoto Y. Prostaglandin E2-induced inflammation: Relevance of prostaglandin E receptors. Biochim Biophys Acta. 2015;1851(4):414-421. PubMed, CrossRef
  54. MacEachern L, Laskin DL. Bone marrow phagocytes, inflammatory mediators and benzene toxicity. In: Xenobiotics and Inflammation (Laskin DL, Schook LS, eds). San Diego:Academic Press, 1994;149-171. CrossRef
  55. Yassine EZ, Dalila B, El MansouriLatifa BS, Lebtar S, Sanae A, Abdellah F. Phytochemical Screening, Anti-inflammatory Activity and Acute Toxicity of Hydro-ethanolic, Flavonoid, Tannin and Mucilage Extracts of Lavandula stoechas L. from Morocco. Int J Pharm Phytochem Res. 2015;8(1):31-37.
  56. Sourour DA, El Margoushy NM, El Nemr GM. Protective Effects of Vitamin C Against Benzene-Induced Lung Injury in Rats. Med J Cairo Univ. 2012;80(1):545-558.
Creative CommonsThis work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.