Thesis (M.Sc.)-Cairo University, 2024.

Bibliography: pages 129-139.

Multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) are one of the most promising nanomaterials nowadays in industry. However, they have adverse toxic effects on different organs like the brain, kidney, liver, spleen, lung, and testes. Alpha lipoic acid (ALA) is considered a universal antioxidant as it works in both hydrophilic and lipophilic environments. Therefore, the present study was designed to investigate the toxic effects of MWCNTs in the nervous, hepatic, and renal tissues of adult male albino rats with the possible alleviative role of ALA against these adverse effects. Forty adult male albino rats were assigned equally into four groups: Control group (group Ⅰ) received 1% tween-80 (0.25 ml/rat/IP) for 5 days, followed by 2 mL/kg distilled water (D.W) orally for 10 successive days, alpha lipoic acid (ALA) group (group Ⅱ) was orally administered 200 mg/kg ALA suspension daily for 10 days followed by 2 mL/kg (D.W) for 5 days, multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) exposed group (group Ш) intraperitoneally injected with 0.5 mg/kg MWCNTs suspension daily for 5 consecutive days followed by 2 mL/kg per day D.W for 10 days, and MWCNTs + ALA group (group Ⅳ) intraperitoneally injected with 0.5 mg/kg MWCNTs for 5 days followed by ALA suspension at the dose of (200 mg/kg/PO) daily for 10 days. Twenty-four hours after the last dose, rats were subjected to behavioral assessment and then blood samples were collected from the orbital plexus for estimation of liver and kidney biomarkers. Afterword, rats were sacrificed, and brain, liver, and kidney samples were collected for biochemical, histopathological, and immunohistochemical examinations. MWCNTs adversely impact the cognitive functions and behavior of rats. Furthermore, MWCNTs increased malondialdehyde, blood urea nitrogen, and alanine transaminase but they markedly decreased the reduced glutathione levels. Additionally, they downregulated the expression of glutathione peroxidase and acetylcholinesterase as well as upregulated the expression of cyclooxygenase-2 (COX-2) and caspase-3 genes. Moreover, MWCNTs induced various histopathological alterations including neural degeneration with pyknosis in different regions of the brain. Additionally, disorganization of hepatic plates as well as loss of normal architecture of most hepatocytes, in addition to dilatation and congestion of most glomeruli as well as degenerative changes of renal tubules were also detected in the renal tissue. Immunohistochemically, MWCNTs induced strong positive caspase-3, COX-2, and glial fibrillar astrocyte protein (GFAP) immunostaining. Contrary to these findings, ALA ameliorated the adverse effects triggered by MWCNTs through antioxidant, anti-inflammatory, and antiapoptotic pathways.

تعد أنابيب الكربون النانوية متعددة الجدران جذابة للاستخدام في مجموعة واسعة من التطبيقات الطبية والصناعية نظرﴽ لخصائصها الفريدة. يعد التحقيق في التأثيرات السامة المحتملة لأنابيب الكربون النانوية متعددة الجدران على أنسجة الدماغ والكبد والكلى لذكور الجرذان البيضاء البالغة أمرﴽ بالغ الأهمية لأنه من المعترف به أن هذه الأعضاء الحيوية مستهدفة لسميتها. يعتبر الإجهاد التأكسدي هو الآلية الرئيسية للسمية التي تسببها أنابيب الكربون النانوية متعددة الجدران كما هو موضح في أكسدة الدهون والإفراط في إنتاج جزيئات الاكسجين التفاعلية في أنسجة الدماغ والكبد والكلى مما يؤدي إلى تنكس الخلايا العصبية والكبدية والكلوية وموت الخلايا. وبالتالي، فإن استخدام مضادات الأكسدة قد يساعد في التخفيف من آثارها السامة. حمض ألفا ليبويك هو أحد مضادات الأكسدة الفعالة فهو يعمل على إزالة الشوادر الحرة، وهو قادر أيضاً على تجديد مضادات الأكسدة الطبيعية الأخرى مثل فيتامين ه و ج. لذلك فهو يمنع تلف الدهون والبروتينات والحمض النووي الناجم عن الشوادر الحرة. علاوة على ﺬلك فإن لحمض ألفا ليبويك أيضاً أنشطة مضادة للالتهابات والموت المبرمج. تهدف الدراسة الحالية أولاً إلى دراسة التغيرات السلوكية، والكيميائية الحيوية، والنسيجية، والنسجوكيميائية المناعية التي قد تحدث بعد التعرض لأنابيب الكربون النانوية متعددة الجدران في أنسجة الدماغ والكبد والكلى لذكور الجرذان البيضاء البالغة. ثم لتحديد ما إذا كان حمض ألفا ليبويك يمكن أن يخفف من هذه الآثار السامة اعتماداً على تأثيره المضاد للأكسدة أم لا عند إعطائه للجرذان المعرضة لأنابيب الكربون النانوية متعددة الجدران.
تهدف الدراسة الحالية أولا إلى التحقيق في التغيرات السلوكية والكيميائية الحيوية والنسيجية بالإضافة إلى مسارات موت الخلايا المبرمج والالتهابات التي قد يسببها حقن أنابيب الكربون النانوية متعددة الجدران داخل الغشاء البريتوني (الصفاق).

Issues also as CD.

Text in English and abstract in English.