Uticaj antioksidantne suplementacije ekstraktom biljke Filipendula ulmaria na manifestacije sistemske toksičnosti nanočestica kalcijumfosfata kod pacova

Abstract

SAŽETAK: Uvod. Kalcijumfosfati, prirodno prisutni u ljudskom organizmu široko su prihvaćeni kao materijali izbora za regeneraciju mineralizovanih tkiva. Sve veća primena kalcijumfosfata nanoveličine, sa poznatim uticajem na oksidativni status, apoptozu, oštećenja DNK i morfofunkcionalnne promene različitih organa, nametnula je potrebu za rasvetljenem mehanizama njihove toksičnosti, kao i primene prirodnih antioksidanata, među kojima je i ekstrakt biljke Filipendula ulmaria, kao mogućim načinom prevencije iste. Materijal i metode. Istraživanje je obuhvatilo 42 mužjaka Wistar-albino pacova podeljenih u sedam jednakih grupa, tretiranih per os nano-kalcijumfosfatima (hidroksiapatit – 17.8 mg/kg tm, trikalcijum fosfat hidrat – 11 mg/kg tm i amorfni kalcijum fosfat – 9,65 mg/kg tm) samostalno, ili sa ekstraktom biljke Filipendula ulmaria (100 mg/kg tm) dnevno tokom 30 dana. Nakon žrtvovanja, određivane su vrednosti biohemijskih i hormonskih indikatora funkcije jetre, bubrega i testisa u serumu, vrednosti markera oksidativnog statusa i apoptoze, kao i histološke promene tkiva navedenih organa. Rezultati. Rezultati ove studije su pokazali da hronična sistemska primena nanokalcijumfosfata utiče na vrednosti biohemijskih parametara i serumske koncentracije polnih hormona. Istovremeno, uočeno je povećanje pro-apoptotske i pro-oksidativne aktivnosti, praćeno histološkim promenama u tkivima jetre, bubrega i testisa. Takođe, rezultati studije su potvrdili protektivni efekat antioksidantne suplementacije ekstraktom biljke Filipendula ulmaria, koji se manifestovao smanjenjem ispoljavanja sistemske toksičnosti izazvane nano-kalcijumfosfatima. Zaključak. Rezultati ove studije ukazuju na potrebu da se u budućim istraživanjima potencijalne medicinske primene materijala za nadoknadu koštanog tkiva, simultano uključi i sistematska procena toksičnosti. Takođe, potvrđeno je da primena antioksidantne suplementacije može biti korisna u prevenciji sistemske toksičnosti izazvane različitim formama nano-kalcijumfosfata.

ABSTRACT: Introduction. Calcium phosphates that naturally appear in human body are broadly accepted as the first choice materials for regeneration of mineralized tissues. A growing employement of nano-sized calcium phosphates, with confirmed impact on oxidative status, apoptosis, DNA damage, and morphofunctional alterations in various organs, implied the necessity for enlightning mechanisms of their toxicity, as well as the usage of natural antioxidants, including the Filipendula ulmaria extract, as a potential prevention. Materials and methods. Forty two male Wistar-albino rats, divided into seven equal groups, per os treated with nano-sized calcium phosphates (hydroxyapatite - 17.8 mg/kg b.w., tricalcium phosphate hydrate – 11 mg/kg b.w. and amorphous calcium phosphate – 9.65 mg/kg b.w.) alone, or with the Filipendula ulmaria extract (100 mg / kg b.w.) daily for 30 days. After sacrificing, the values of biochemical and hormonal indicators for liver, kidney, and testes were determined in sera samples, as well as the oxidative stress and apoptotic markers, and histological alterations in those organs. Results. The results of this study showed that chronic systemic administration of nano-sized calcium phosphates influenced the biochemical parameters and serum hormone levels. At the same time, it has been observed that increased pro-apoptotic and pro-oxidant activity were accompanied with histological alterations in liver, kidney, and testicle tissues. Also, the results of this study confirmed the protective role of antioxidant supplementation with Filipendula ulmaria extract that was manifested by attenuation of nano-sized calciumphosphates-induced toxicities, Conclusion. The results of this study imply the necessity that simulataneous evaluation of systemic toxicities shoul be included in the future investigations of materials for potential medical replacement of bone tissue. Also, it has been confirmed that antioxidant supplementation may be beneficial in the prevention of systemic toxicities induced by various forms of nano-sized calcium phosphates.