Effect of some environmental hazards on behavioural phenotypes, biochemical and histopathological profile of the intoxicated rats /
Mhasen Abdou Abdelaziz Abdou Khalifa,
Effect of some environmental hazards on behavioural phenotypes, biochemical and histopathological profile of the intoxicated rats / / تاثير بعض المخاطر البيئيه علي الخصائص السلوكيه والبيوكيميائيه والهستوباثولوجيه بالجرذان المعرضه للتسمم by Mhasen Abdou Abdelaziz Abdou Khalifa ; supervision of Prof. Dr. Rabie Hassan Fayed , Prof. Heba Muhammed Ali Khalil. - 302 pages : illustrations ; 25 cm. + CD.
Thesis (M.Sc.)-Cairo University, 2023.
Bibliography: pages 78-88.
Di (2-ethylhexyl) phthalate (DEHP) and bisphenol A are the most common plasticizers that are used to manufacture polyvinyl chloride and polycarbonate plastics, respectively. Several studies demonstrated the neurobehavioral toxic effects induced by DEHP and BPA. Study 1: We investigated the neurotoxic effects of various dosages of DEHP on male rats, including 50,300,750 mg/kg bw orally for 28 days. Our finding revealed that three doses of DEHP induce spatial working memory impairment. Furthermore, 300 and 750 mg/kg doses produce anxiety-like behavior and deficiencies in recognition memory. However, all toxicity groups exhibited a significant increase in brain pro-inflammatory associated with the triggering production of TLR4-NF-kβ as well as an increase in brain level of NPY and caspase-3; the neurotoxicity was confirmed by disruption of brain architecture. Moreover, the nutraceutical compounds have been confirmed as potent antioxidants and anti-inflammatories in neurotoxicity. Thus, in study 2, we examine the therapeutic effects of ferulic acid (FA) in male rats exposed to DEHP. Four groups of male rats were established, with group 1 receiving corn oil, group 2 receiving 300 mg/kg of DEHP, group 3 receiving 50 mg/kg of FA plus 300 mg/kg of DEHP, and group 4 receiving 50 mg/kg of FA orally for 30 days. Our results indicated that FA could ameliorate anxiety-like behavior as well as deficiencies in working and long-term memory induced by DEHP. Moreover, FA alleviates brain oxidative stress biomarkers, BDNF, and brain HO-1 levels, in conjunction with mitigating the degeneration of different brain regions and immunohistochemistry of caspase-3 levels. Besides, in study 3, FA was evaluated against BPA-induced Alzheimer’s disease-like pathology. Males Wistar were randomly assigned into the following four groups: Corn oil, BPA 50 mg/kg, BPA 50 mg/kg + FA 50 mg/kg, and FA 50 mg per os for 40 days. We observed that FA could mitigate Alzheimer’s disease-like changes induced by BPA as FA improves spatial working memory and recognition memory in male rats. FA has also improved the levels of brain oxidative stress biomarkers, inflammatoy, and apoptotic indicators. In addition, the amyloid protein and Tau protein expression levels were significantly reduced in the BPA 50 mg/kg plus FA 50 mg/kg group. These neuroprotective improvements were confirmed by restoring brain architecture and a considerable decrease in GFAP expression produced by FA therapy. In study 4, we investigate the neurocognitive toxic effects of DEHP on different generations, including F1 and F2 generations, as well as the paternal effect of DEHP on male pups. Male pups from both generations were tested, such as F1. PD, F2. PDF, F2. PF, and F2. PD compared to control pups. Our results revealed that second-generation male pups, including F2. PDF and F2. PD displayed anxiety-like behavior compared to the first generation. On the contrary, all intoxicated male pups from the first and second generations displayed significant spatial working memory and long-term memory impairment compared to control pups. Furthermore, groups of F2. PDF and F2. PD showed severe destructive changes in CA3, cerebral cortex, associated with a marked increase in brain apoptosis compared to other groups. In conclusion, DEHP and BPA induce neurotoxic effects in male rats, which FA may ameliorate. Further, DEHP's neurotoxicity is multigenerational and has a substantial paternal influence on male offspring. - دراسة التأثيرات السمية العصبية المعتمدة على الجرعة ل ثنائي (2-إيثيل هكسيل) فثالات على السلوك الشبيه بالقلق الإدراكي واستكشاف الآليات الأساسية الممكنة.
2- دراسة التأثير الوقائي لحمض الفيروليك وقدرته على التخفيف من الضعف الإدراكي العصبي والسلوك الشبيه بالقلق الناجم عن ثنائي (2-إيثيل هكسيل) فثالات في ذكور الجرذان.
3- دراسة التأثير الوقائي العصبي لحمض الفيروليك على الأمراض الشبيهة بمرض الزهايمر الناجم عن ثنائي الفينول أ
4- دراسة التأثير السمي العصبي ل ثنائي (2-إيثيل هكسيل) فثالات عبر أجيال متعددة والتأثير الأبوي ل ثنائي (2-إيثيل هكسيل) فثالات على الجراذان الذكور.
الدراسة 1:
تصميم التجربة
تم تقسيم العدد الإجمالي لأربعين من ذكور الجرذان إلى أربع مجموعات على النحو التالي:
المجموعة 1: تلقت الجرذان العادية 2 مل / كجم من زيت الذرة.
المجموعة 2: تلقت الجرذان جرعة منخفضة 50 مغ/كغ من وزن الجسم من ثنائي (2-إيثيل هكسيل) فثالات المذاب في زيت الذرة.
المجموعة 3: تلقت الجرذان جرعة متوسطة 300 مغ/كغ من وزن الجسم من من ثنائي (2-إيثيل هكسيل) فثالات المذاب في زيت الذرة.
المجموعة 4: تلقت الجرذان جرعات عالية 750 مغ/كغ من وزن الجسم من ثنائي (2-إيثيل هكسيل) فثالات المذاب في زيت الذرة.
تلقت جميع المجموعات المقابلة االماده السامه عن طريق الفم لمدة 28 يوما. في اليوم 29 ، تم تقييم جميع المجموعات سلوكيا ، بما في ذلك قياس معدل القلق والتوتر، الذاكره قصيره المدي والذاكره طويله المدي، والتي استمرت حتى اليوم 34. بعد ذلك ، تم القتل الرحيم لجميع الجرذان، وتم جمع أنسجة المخ للتحقيق النسيجي المرضي والتحليل الكيميائي الحيوي.
النتائج:
1- أظهرت الجرذان المعامله ب ثنائي (2-إيثيل هكسيل) فثالات بجرعات متوسطة وعالية انخفاضا كبيرا في الوقت الذي تقضيه في غرفة الضوء وزيادة كبيرة في الوقت الذي تقضيه في الغرفة المظلمة مقارنة بالجرذان العادية في صندوق الضوء الداكن
2- أظهرت جميع الجرذان المعامله انخفاضا ملحوظا في عدد مربعات العبور ، مصحوبا بانخفاض كبير في ترددات التربية مقارنة بالجرذان العادية في اختبار OF.
3-في اختبار المتاهة Y- أظهرت جميع المجموعات انخفاضا ملحوظا في SAP٪ مقارنة بالمجموعات العادية.
4- في اختبار NOR ، أظهرت جميع المجموعات انخفاضا ملحوظا في إجمالي وقت الاستكشاف بالإضافة إلى انخفاض كبير في تفضيل كائن جديد مقارنة بالمجموعة العادية. ومع ذلك ، انخفضت نسبة التمييز بشكل كبير في مجموعات ثنائي (2-إيثيل هكسيل) فثالات 300 و 750 ملغم / كغم .
5-أيضا ، وجدنا أن ثلاث مجموعات المعامله بثنائي (2-إيثيل هكسيل) فثالات أظهرت زيادة كبيرة تعتمد على الجرعة في السيتوكينات المحرضه للالتهابات في الدماغ ، مثل TNF-α و IL-6 و IL-1β.
6- كانت مستويات الدماغ TLR-4 و NF-kB مرتفعة بشكل ملحوظ في المجموعات الثلاث المعامله بثنائي (2-إيثيل هكسيل) فثالات بطريقة تعتمد على الجرعة مقارنة بالجرذان العادية.
7- أظهرت ثلاث مجموعات المعامله ب ثنائي (2-إيثيل هكسيل) فثالات زيادة كبيرة في مستويات الدماغ من caspase-3 و NPY.
8-علاوة على ذلك ، لاحظنا تنكسا عصبيا يعتمد على الجرعة في الحصين لثلاث مجموعات المعامله ب ثنائي (2-إيثيل هكسيل) فثالات، حيث أظهر الذكور الذين لديهم 50 مجم / كجم من ثنائي (2-إيثيل هكسيل) فثالات تنكسا عصبيا طفيفا ، وأظهر الذكور الذين لديهم 300 مجم / كجم من ثنائي (2-إيثيل هكسيل) فثالات تنكسا خفيفا ، ولاحظ الذكور الذين لديهم 750 مجم / كجم من ثنائي (2-إيثيل هكسيل) فثالات أهم تنكس عصبي عند مقارنته بالجرذان العادية.
الدراسة 2:
تصميم التجربة
تم تقسيم اثنين وثلاثين من ذكورالجرذان بشكل عشوائي إلى أربع مجموعات (كل منها 8 جرذان). المجموعة 1: تلقت الجرذان الشاهدة 2 مل/كغ من زيت الذرة المجموعة، 2: الجرذان التي أعطيت عن طريق الفم مع 300 مغ/كغ من وزن الجسم ثنائي (2-إيثيل هكسيل) فثالات المذاب في 0.1 مل من زيت الذرة لكل 20 غراما من وزن الجسم، المجموعة 3: تلقت الجرذان 300 مغ/كغ من وزن الجسم ثنائي (2-إيثيل هكسيل) فثالات + 50 مغ/كغ من وزن الجسم حمض الفيروليك و جرذان المجموعة 4 أعطيت 50 مغ/كغ من وزن الجسم حمض الفيروليك في زيت الذرة. تم إعطاء جميع الادويه عن طريق الفم لمدة 30 يوما. تم إجراء التقييمات السلوكية من 31 إلى 35 ، وفي 36 ، تم القتل الرحيم لجميع المجموعات لجمع أنسجة المخ للتقييم الكيميائي الحيوي ، والفحص النسيجي المرضي ، و تحويل فورييه للطيف بالأشعة تحت الحمراء. قمنا بتقييم السلوك الشبيه بالقلق ، والذاكرة قصيره المدي ، والذاكرة طويلة المدى باستخدام المتاهة الصليبيه (EPM) ، متاهة Y ، والتعرف على الأشياء الجديدة (NOR) ، على التوالي. تم إجراء مسح داخل السيليكو ، مثل الالتحام الجزيئي وتحليل ADMET.
Text in English and abstract in Arabic & English.
Veterinary medicine
DEHP BPA neurotoxicity spatial working memory recognition memory oxidative stress pro-inflammatory cytokines ferulic acid male rats
636.089
Effect of some environmental hazards on behavioural phenotypes, biochemical and histopathological profile of the intoxicated rats / / تاثير بعض المخاطر البيئيه علي الخصائص السلوكيه والبيوكيميائيه والهستوباثولوجيه بالجرذان المعرضه للتسمم by Mhasen Abdou Abdelaziz Abdou Khalifa ; supervision of Prof. Dr. Rabie Hassan Fayed , Prof. Heba Muhammed Ali Khalil. - 302 pages : illustrations ; 25 cm. + CD.
Thesis (M.Sc.)-Cairo University, 2023.
Bibliography: pages 78-88.
Di (2-ethylhexyl) phthalate (DEHP) and bisphenol A are the most common plasticizers that are used to manufacture polyvinyl chloride and polycarbonate plastics, respectively. Several studies demonstrated the neurobehavioral toxic effects induced by DEHP and BPA. Study 1: We investigated the neurotoxic effects of various dosages of DEHP on male rats, including 50,300,750 mg/kg bw orally for 28 days. Our finding revealed that three doses of DEHP induce spatial working memory impairment. Furthermore, 300 and 750 mg/kg doses produce anxiety-like behavior and deficiencies in recognition memory. However, all toxicity groups exhibited a significant increase in brain pro-inflammatory associated with the triggering production of TLR4-NF-kβ as well as an increase in brain level of NPY and caspase-3; the neurotoxicity was confirmed by disruption of brain architecture. Moreover, the nutraceutical compounds have been confirmed as potent antioxidants and anti-inflammatories in neurotoxicity. Thus, in study 2, we examine the therapeutic effects of ferulic acid (FA) in male rats exposed to DEHP. Four groups of male rats were established, with group 1 receiving corn oil, group 2 receiving 300 mg/kg of DEHP, group 3 receiving 50 mg/kg of FA plus 300 mg/kg of DEHP, and group 4 receiving 50 mg/kg of FA orally for 30 days. Our results indicated that FA could ameliorate anxiety-like behavior as well as deficiencies in working and long-term memory induced by DEHP. Moreover, FA alleviates brain oxidative stress biomarkers, BDNF, and brain HO-1 levels, in conjunction with mitigating the degeneration of different brain regions and immunohistochemistry of caspase-3 levels. Besides, in study 3, FA was evaluated against BPA-induced Alzheimer’s disease-like pathology. Males Wistar were randomly assigned into the following four groups: Corn oil, BPA 50 mg/kg, BPA 50 mg/kg + FA 50 mg/kg, and FA 50 mg per os for 40 days. We observed that FA could mitigate Alzheimer’s disease-like changes induced by BPA as FA improves spatial working memory and recognition memory in male rats. FA has also improved the levels of brain oxidative stress biomarkers, inflammatoy, and apoptotic indicators. In addition, the amyloid protein and Tau protein expression levels were significantly reduced in the BPA 50 mg/kg plus FA 50 mg/kg group. These neuroprotective improvements were confirmed by restoring brain architecture and a considerable decrease in GFAP expression produced by FA therapy. In study 4, we investigate the neurocognitive toxic effects of DEHP on different generations, including F1 and F2 generations, as well as the paternal effect of DEHP on male pups. Male pups from both generations were tested, such as F1. PD, F2. PDF, F2. PF, and F2. PD compared to control pups. Our results revealed that second-generation male pups, including F2. PDF and F2. PD displayed anxiety-like behavior compared to the first generation. On the contrary, all intoxicated male pups from the first and second generations displayed significant spatial working memory and long-term memory impairment compared to control pups. Furthermore, groups of F2. PDF and F2. PD showed severe destructive changes in CA3, cerebral cortex, associated with a marked increase in brain apoptosis compared to other groups. In conclusion, DEHP and BPA induce neurotoxic effects in male rats, which FA may ameliorate. Further, DEHP's neurotoxicity is multigenerational and has a substantial paternal influence on male offspring. - دراسة التأثيرات السمية العصبية المعتمدة على الجرعة ل ثنائي (2-إيثيل هكسيل) فثالات على السلوك الشبيه بالقلق الإدراكي واستكشاف الآليات الأساسية الممكنة.
2- دراسة التأثير الوقائي لحمض الفيروليك وقدرته على التخفيف من الضعف الإدراكي العصبي والسلوك الشبيه بالقلق الناجم عن ثنائي (2-إيثيل هكسيل) فثالات في ذكور الجرذان.
3- دراسة التأثير الوقائي العصبي لحمض الفيروليك على الأمراض الشبيهة بمرض الزهايمر الناجم عن ثنائي الفينول أ
4- دراسة التأثير السمي العصبي ل ثنائي (2-إيثيل هكسيل) فثالات عبر أجيال متعددة والتأثير الأبوي ل ثنائي (2-إيثيل هكسيل) فثالات على الجراذان الذكور.
الدراسة 1:
تصميم التجربة
تم تقسيم العدد الإجمالي لأربعين من ذكور الجرذان إلى أربع مجموعات على النحو التالي:
المجموعة 1: تلقت الجرذان العادية 2 مل / كجم من زيت الذرة.
المجموعة 2: تلقت الجرذان جرعة منخفضة 50 مغ/كغ من وزن الجسم من ثنائي (2-إيثيل هكسيل) فثالات المذاب في زيت الذرة.
المجموعة 3: تلقت الجرذان جرعة متوسطة 300 مغ/كغ من وزن الجسم من من ثنائي (2-إيثيل هكسيل) فثالات المذاب في زيت الذرة.
المجموعة 4: تلقت الجرذان جرعات عالية 750 مغ/كغ من وزن الجسم من ثنائي (2-إيثيل هكسيل) فثالات المذاب في زيت الذرة.
تلقت جميع المجموعات المقابلة االماده السامه عن طريق الفم لمدة 28 يوما. في اليوم 29 ، تم تقييم جميع المجموعات سلوكيا ، بما في ذلك قياس معدل القلق والتوتر، الذاكره قصيره المدي والذاكره طويله المدي، والتي استمرت حتى اليوم 34. بعد ذلك ، تم القتل الرحيم لجميع الجرذان، وتم جمع أنسجة المخ للتحقيق النسيجي المرضي والتحليل الكيميائي الحيوي.
النتائج:
1- أظهرت الجرذان المعامله ب ثنائي (2-إيثيل هكسيل) فثالات بجرعات متوسطة وعالية انخفاضا كبيرا في الوقت الذي تقضيه في غرفة الضوء وزيادة كبيرة في الوقت الذي تقضيه في الغرفة المظلمة مقارنة بالجرذان العادية في صندوق الضوء الداكن
2- أظهرت جميع الجرذان المعامله انخفاضا ملحوظا في عدد مربعات العبور ، مصحوبا بانخفاض كبير في ترددات التربية مقارنة بالجرذان العادية في اختبار OF.
3-في اختبار المتاهة Y- أظهرت جميع المجموعات انخفاضا ملحوظا في SAP٪ مقارنة بالمجموعات العادية.
4- في اختبار NOR ، أظهرت جميع المجموعات انخفاضا ملحوظا في إجمالي وقت الاستكشاف بالإضافة إلى انخفاض كبير في تفضيل كائن جديد مقارنة بالمجموعة العادية. ومع ذلك ، انخفضت نسبة التمييز بشكل كبير في مجموعات ثنائي (2-إيثيل هكسيل) فثالات 300 و 750 ملغم / كغم .
5-أيضا ، وجدنا أن ثلاث مجموعات المعامله بثنائي (2-إيثيل هكسيل) فثالات أظهرت زيادة كبيرة تعتمد على الجرعة في السيتوكينات المحرضه للالتهابات في الدماغ ، مثل TNF-α و IL-6 و IL-1β.
6- كانت مستويات الدماغ TLR-4 و NF-kB مرتفعة بشكل ملحوظ في المجموعات الثلاث المعامله بثنائي (2-إيثيل هكسيل) فثالات بطريقة تعتمد على الجرعة مقارنة بالجرذان العادية.
7- أظهرت ثلاث مجموعات المعامله ب ثنائي (2-إيثيل هكسيل) فثالات زيادة كبيرة في مستويات الدماغ من caspase-3 و NPY.
8-علاوة على ذلك ، لاحظنا تنكسا عصبيا يعتمد على الجرعة في الحصين لثلاث مجموعات المعامله ب ثنائي (2-إيثيل هكسيل) فثالات، حيث أظهر الذكور الذين لديهم 50 مجم / كجم من ثنائي (2-إيثيل هكسيل) فثالات تنكسا عصبيا طفيفا ، وأظهر الذكور الذين لديهم 300 مجم / كجم من ثنائي (2-إيثيل هكسيل) فثالات تنكسا خفيفا ، ولاحظ الذكور الذين لديهم 750 مجم / كجم من ثنائي (2-إيثيل هكسيل) فثالات أهم تنكس عصبي عند مقارنته بالجرذان العادية.
الدراسة 2:
تصميم التجربة
تم تقسيم اثنين وثلاثين من ذكورالجرذان بشكل عشوائي إلى أربع مجموعات (كل منها 8 جرذان). المجموعة 1: تلقت الجرذان الشاهدة 2 مل/كغ من زيت الذرة المجموعة، 2: الجرذان التي أعطيت عن طريق الفم مع 300 مغ/كغ من وزن الجسم ثنائي (2-إيثيل هكسيل) فثالات المذاب في 0.1 مل من زيت الذرة لكل 20 غراما من وزن الجسم، المجموعة 3: تلقت الجرذان 300 مغ/كغ من وزن الجسم ثنائي (2-إيثيل هكسيل) فثالات + 50 مغ/كغ من وزن الجسم حمض الفيروليك و جرذان المجموعة 4 أعطيت 50 مغ/كغ من وزن الجسم حمض الفيروليك في زيت الذرة. تم إعطاء جميع الادويه عن طريق الفم لمدة 30 يوما. تم إجراء التقييمات السلوكية من 31 إلى 35 ، وفي 36 ، تم القتل الرحيم لجميع المجموعات لجمع أنسجة المخ للتقييم الكيميائي الحيوي ، والفحص النسيجي المرضي ، و تحويل فورييه للطيف بالأشعة تحت الحمراء. قمنا بتقييم السلوك الشبيه بالقلق ، والذاكرة قصيره المدي ، والذاكرة طويلة المدى باستخدام المتاهة الصليبيه (EPM) ، متاهة Y ، والتعرف على الأشياء الجديدة (NOR) ، على التوالي. تم إجراء مسح داخل السيليكو ، مثل الالتحام الجزيئي وتحليل ADMET.
Text in English and abstract in Arabic & English.
Veterinary medicine
DEHP BPA neurotoxicity spatial working memory recognition memory oxidative stress pro-inflammatory cytokines ferulic acid male rats
636.089