Thesis (M.Sc.)-Cairo University, Faculty of Veterinary Medicine, Department of Cytology& Histology, 2023.

Bibliography: pages 118-141.

تستخدم جزيئيات أكسيد الألومنيوم النانوية على نطاق واسع في تصنيع اللقاحات والمضافات الغذائية ومنتجات العناية الشخصية ومضادات الحموضة والأسبرين المخزن وأنظمة توصيل الأدوية وبدائل العظام والمستحضرات الطبية الأخرى اختبار التاثيرات السامة لجزيئيات أكسيد الألومنيوم النانوية على أنسجة الدماغ والحبل الشوكي لدى ذكور الجرذان البيضاء البالغة كان امرا بالغ الاهمية فى رسالتنا حيث أنه من المعروف أن الجهاز العصبي هو عضو مستهدف لجزيئيات أكسيد الألومنيوم . لذلك يجب أن نقطع الشك باليقين حول بعض مزاعم سلامة جزيئيات أكسيد الألومنيوم النانوية واستخدامه الآمن لكل من الحيوان والإنسان هناك اقتراح أن الإجهاد التأكسدي هو الآلية الرئيسية التي تسببها جزيئيات أكسيد الألومنيوم بالاضافة انه يخترق الحاجز الدموى الدماغى وحاجز الحبل الشوكى الدموى ويتراكم في الأنسجة مما يؤدي إلى أكسدة الدهون والإفراط ف انتاج جزيئات الاكسجين التفاعلية ويؤدي في النهاية إلى تنكس الخلايا العصبية وموت الخلايا لذلك ، فإن استخدام مضادات الأكسدة قد يساعد في التخفيف من آثاره السامة. الميلاتونين هو أحد مضادات الأكسدة الفعالة المعروفة التي تمنع تلف الحمض النووي والدهون والبروتينات التي تسببها الشوادر الحرة. كما أنه فعال في تثبيط الأكسدة التي تحدثها المعادن مثل الألومنيوم تهدف الدراسة الحالية أولاً إلى التحقق في التغيرات النسجية ، والنسجوكيميائية المناعية ، و وأيضا تغيرات التراكيب الدقيقة والكيميائية الحيوية بالإضافة إلى موت الخلايا المبرمج الذي قد يكون ناتجًا عن طريق الفم لجزيئيات أكسيد الألومنيوم لمدة 28 يوم في أنسجة الدماغ والحبل الشوكي لذكورالجرذان البالغة ثم تحديد ما إذا كان الميلاتونين يمكنه تخفيف هذه التأثيرات السامة اعتمادًا على خصائصه المضادة للأكسدةأم لا عند تناوله مع جزيئيات أكسيد الألومنيوم أجريت الدراسة الحالية على 40 من ذكور فئران ويستار البالغة وزنها (170 ± 20 جم). تم تقسيمهم إلى 4 مجموعات متساوية (10 فئران في كل مجموعة) على النحو التالي:: المجموعة الأولى (المجموعة الضابطة): استخدمت كمجموعة ضابطة سالبة تتلقى الماء المقطر فقط عن طريق الفم لمدة 28 يومًا المجموعة الثانية (المجموعة المعرضة لجزيئيات أكسيد الألومنيوم النانوية): تم معاملتها بجزيئيات أكسيد الألومنيوم عن طريق الفم بجرعة (30 مجم/كجم من وزن الجسم) يومياً لمدة 28 يوم المجموعة الثالثة (مجموعةالميلاتونين و جزيئيات أكسيد الألومنيوم النانوية ): التي تعطي عن طريق الفم الميلاتونين بجرعة (10 مجم/كجم من الجسم) و جزيئيات أكسيد الألومنيوم النانوية بجرعة (30 مجم/كجم من وزن الجسم) يومياً لمدة 28 أيام. المجموعة الرابعة (المجموعة المعالجة بالميلاتونين): تم اعطائها الميلاتونين عن طريق الفم بجرعة (10 مجم/كجم من الجسم) يومياً لمدة 28 أيام. في نهاية التجربة، تم قتل الجرذان عن طريق خلع العنق و تم تخزين بعض عينات الدماغ والحبل الشوكي عند -80 درجة مئوية لتقييم علامات الإجهاد التأكسدي و تم تثبيت عينات أخرى في10٪ محلول الفورمالين المتعادل الاس الهيدروجينى للفحوصات النسجية المرضية والنسجوكيميائية المناعية وتم تثبيت عينات اخرى في 5٪ جلترالدهايد للفحص للمجهر الإلكتروني النافذ. أدى تناول جزيئيات أكسيد الألومنيوم النانوية الى وجود ارتفاع ملحوظ المالوندهايد فى انسجة الدماغ والحبل الشوكى ، الاستيل كولين استريز ، و البيتا سكرتيز 1 وبيتا اميلويد 1–42 بيبتيد في أنسجة الدماغ، و8 الهيدروكسى جوانزين فى انسجة الحبل الشوكى و ادت الى تثبيط بشكل ملحوظ فى مستويات الجلوتاثيون في الدماغ بالاضافة الى تثبيط ملحوظ في مستويات السوبر اوكسيد ديس ميوتيز وكتاليز في انسجة الحبل الشوكي بينما تسبب الإعطاء المتزامن للميلاتونين في تحسن كبير . أظهر الفحص بالمجهر الضوئي لأنسجة الدماغ (المخ والحصين والمخيخ) للمجموعة الأولى عن التركيب النسيجي الطبيعي للخلايا العصبية والخلايا الدبقية العصبية و الانسجة العصبية. في حين اظهرت تلك الموجودة في المجموعة الثانية عن العديد من التغييرات المرضية بما في ذلك فراغات فى الانسجة العصبية مع اتساع المساحات المحيطة بالخلايا والأوعية الدموية،وتنكس فى الخلايا العصبية وتغلظ الانوية ،واحتقان الشعيرات الدموية، وفقدان ترتيب الخلايا العصبية في طبقات المخ ،,وايضا فقدان لشكل وترتيب الخلايا الهرميةمع تحلل النواة والكروماتين فى الحصين . بالاضافة الى ذلك فقد اظهرت قشرة المخيخ تنكس فى خلايا بركنجي ووجود مساحات حول الخلايا العصبية و أظهرت ايضا طبقة الخلايا الحبيبية خلايا عصبية خلايا عصبية ذات كروماتين مكثف. من ناحية أخرى، كشف فحص أنسجة الدماغ من المجموعة التى تمت معالجتها بالميلاتونين بشكل متزامن مع جزيئياتت اكسيد الالومنيوم النانوية (المجموعة التالتة) عن التعافي الجزئي في أنسجة الدماغ، والذي ظهر على هيئة انخفاض ملحوظ فى وفراغات بين الانسجة العصبية والمساحات المحيطة بالخلايا واحتقان الأوعية الدموية. علاوة على ذلك، ظهرت معظم الخلايا العصبية بشكل طبيعي تقريبًا معاحتوائها على السيتوبلازم القاعدي والانوية باهتة الاصطباغ ، في حين أن التنكس وتغلظ الانوية لعدد قليل فقط من الخلايا العصبية في الطبقات المخية والمخيخية مع عودة خلايا بركنجى الى شكلها الطبيعى. وزيادة على ذلك ، اظهر الحصين خلايا هرمية بشكل طبيعى تقريبا مع نقص فى الفجوات بين الانسجة العصبية.

Aluminum oxide nanoparticles (Al2O3 NPs) have been widely used in vaccine manufacture, drug delivery systems, bone substitutes, food additives, human care products, and cosmetics. However, they also have adverse effects on different organs including the liver, kidneys, and testes. Melatonin has numerous pharmacological effects such as anti-inflammatory, anticancer effects, and antioxidant, particularly against metals by forming melatonin metal complexes. The present study aimed to investigate the protective effects of melatonin against Al2O3 NPs -induced toxicity in the rat brain and spinal cord tissue sections. Forty adult male Wistar rats were allocated to four groups: the untreated control (received standard diet and distilled water), Al2O3 NPs-treated (received 30 mg/kg body weight Al2O3 NPs), melatonin and Al2O3 NPs-treated (received 30 mg/kg body weight Al2O3 NPs + 10 mg/kg body weight melatonin), and melatonin-treated (received 10 mg/kg body weight melatonin) groups. All treatments were administered daily by gastric gavage for 28 days. Then, the rats were sacrificed, and samples from various brain regions (cerebrum, cerebellum, and hippocampus) and spinal cord (gray and white matter) were subjected to biochemical, histopathological, and immunohistochemical analyses. Al2O3 NPs substantially increased malondialdehyde, β-amyloid 1–42 peptide, acetylcholinesterase, and β-secretase-1 expression in brain tissues, whereas they markedly inhibited the glutathione levels in brain tissues. Moreover, they significantly increased malondialdehyde and 8-hydroxydeoxyguanosine and markedly inhibited catalase and superoxide dismutase levels in spinal cord tissues. Furthermore, Al2O3 NPs induced severe histopathological alterations including vacuolation of the neuropil, enlarged pericellular and perivascular spaces, vascular congestion, neuronal degeneration, and pyknosis in different brain areas and gray matter of the spinal cord with also vacuolation, ballooning, and fusion of myelin sheaths with axonal degeneration and sometimes axonal disappearance in the white matter of the spinal cord. Al2O3 NPs treatment also resulted in an intense positive caspase-3 immunostaining in both brain and spinal cord tissues. Conversely, the administration of melatonin alleviated the adverse effects induced by Al2O3 NPs. Therefore, melatonin can ameliorate the neurotoxic effects induced by Al2O3 NPs.

Issues also as CD.

Text in English and abstract in Arabic & English.