.: ORİJİNAL ARAŞTIRMA
Effect of Bisphenol-A on Oxidative Status and Certain Inflammatory Markers in Rats: Experimental Study
Bisfenol-A'nın Sıçanlarda Oksidatif Durum ve Bazı İnflamatuar Belirteçler Üzerine Etkisi: Deneysel Çalışma
Turkiye Klinikleri J Vet Sci. 2023;14(2):39-46
doi: 10.5336/vetsci.2023-98134
Makale Dili: EN
Tam Metin
Ücretsiz Erişim
ABSTRACT
Objective: Bisphenol-A (BPA) is a public health concern due to its widespread use in the living world and consumer products. It aimed to study the effect of ingested BPA on oxidative status and certain inflammatory markers in rats. Material and Methods: In this study, 24 Wistar Albino rats were used, and divided into 4 groups (control, sham, BPA25, BPA50). While no application was made to the first of these groups, corn oil was given to the second group (sham). In the first of the experimental groups, BPA dissolved in corn oil was administered at 25 mg/kg/day, and in the second at 50 mg/kg/day by oral gavage for one month. At the end of the experiment, the animals were anesthetized. Blood samples were taken from the heart and the sera were separated. Total antioxidant capacity, the total oxidative state, tumor necrosis factor-alpha, interleukin (IL)- 1 beta, and IL -6 levels were determined by enzyme-linked immunosorbent assay. Results: When BPA was administered in doses of 25-50 mg/kg/day, serum total antioxidant capacity levels significantly decreased, while an increase was seen in total oxidative status and Oxidative Stress Index reflects harmful effects of BPA. Furthermore, serum tumor necrosis factor-alpha, IL-1-beta, and IL-6 levels increased significantly (p≤0.05). Conclusion: These results suggest that BPA exposure induces inflammatory markers. BPA also may causes oxidative stress, not only by promoting the production of oxidative compounds but also by reducing antioxidant capacity compared to the control group. All these biochemical changes may lead to damage to macromolecules in the tissues of living organisms.
Keywords: Bisphenol-A; inflammatory markers; oxidative stress
Objective: Bisphenol-A (BPA) is a public health concern due to its widespread use in the living world and consumer products. It aimed to study the effect of ingested BPA on oxidative status and certain inflammatory markers in rats. Material and Methods: In this study, 24 Wistar Albino rats were used, and divided into 4 groups (control, sham, BPA25, BPA50). While no application was made to the first of these groups, corn oil was given to the second group (sham). In the first of the experimental groups, BPA dissolved in corn oil was administered at 25 mg/kg/day, and in the second at 50 mg/kg/day by oral gavage for one month. At the end of the experiment, the animals were anesthetized. Blood samples were taken from the heart and the sera were separated. Total antioxidant capacity, the total oxidative state, tumor necrosis factor-alpha, interleukin (IL)- 1 beta, and IL -6 levels were determined by enzyme-linked immunosorbent assay. Results: When BPA was administered in doses of 25-50 mg/kg/day, serum total antioxidant capacity levels significantly decreased, while an increase was seen in total oxidative status and Oxidative Stress Index reflects harmful effects of BPA. Furthermore, serum tumor necrosis factor-alpha, IL-1-beta, and IL-6 levels increased significantly (p≤0.05). Conclusion: These results suggest that BPA exposure induces inflammatory markers. BPA also may causes oxidative stress, not only by promoting the production of oxidative compounds but also by reducing antioxidant capacity compared to the control group. All these biochemical changes may lead to damage to macromolecules in the tissues of living organisms.
Keywords: Bisphenol-A; inflammatory markers; oxidative stress
ÖZET
Amaç: Bisfenol-A [Bisphenol-A (BPA)], canlı dünyasında ve tüketici ürünlerinde yaygın kullanımı nedeniyle bir halk sağlığı sorunudur. Bu çalışmada, sindirilen BPA'nın sıçanlarda oksidatif durum ve bazı inflamatuar belirteçler üzerindeki etkisinin araştırılması amaçlanmıştır. Gereç ve Yöntemler: Bu çalışmada, 24 adet Wistar Albino rat kullanıldı ve 4 gruba (kontrol, sham, BPA25, BPA50) ayrıldı. Bu gruplardan birincisine herhangi bir uygulama yapılmazken, ikinci gruba (sham) mısır yağı oral gavajı uygulandı. Deney gruplarından birincisine mısır yağında çözünmüş BPA 25 mg/kg/gün, ikincisine 50 mg/kg/gün dozlarda oral gavaj yoluyla verildi. Deneyin sonunda hayvanlara anestezi uygulandı. Kalpten kan örnekleri alındı ve serumlar ayrıldı. Toplam antioksidan kapasite, total oksidatif durum, tümör nekroz faktörü-alfa, interlökin (IL)-1 beta ve IL-6 düzeyleri enzim bağlı immünosorbent testi ile belirlendi. Bulgular: BPA 25-50 mg/kg/gün dozlarında uygulandığında, serum total antioksidan kapasite düzeyleri anlamlı derecede azalırken, toplam oksidatif durumda artış görülmüş ve Oksidatif Stres İndeksi, BPA'nın zararlı etkilerini yansıtmaktadır. Ayrıca serum tümör nekroz faktörü-alfa, IL-1-beta ve IL-6 düzeyleri anlamlı olarak artmıştır (p≤0,05). Sonuç: Bu sonuçlar, BPA maruziyetinin inflamatuar belirteçleri indüklediğini göstermektedir. BPA ayrıca sadece oksidatif bileşiklerin üretimini teşvik ederek değil, aynı zamanda kontrol grubuna kıyasla antioksidan kapasiteyi azaltarak oksidatif strese neden olabilir. Tüm bu biyokimyasal değişiklikler, canlı organizmaların dokularındaki makro moleküllere zarar verebilir.
Anahtar Kelimeler: Bisphenol-A; inflamatuar belirteçler; oksidatif stres
Amaç: Bisfenol-A [Bisphenol-A (BPA)], canlı dünyasında ve tüketici ürünlerinde yaygın kullanımı nedeniyle bir halk sağlığı sorunudur. Bu çalışmada, sindirilen BPA'nın sıçanlarda oksidatif durum ve bazı inflamatuar belirteçler üzerindeki etkisinin araştırılması amaçlanmıştır. Gereç ve Yöntemler: Bu çalışmada, 24 adet Wistar Albino rat kullanıldı ve 4 gruba (kontrol, sham, BPA25, BPA50) ayrıldı. Bu gruplardan birincisine herhangi bir uygulama yapılmazken, ikinci gruba (sham) mısır yağı oral gavajı uygulandı. Deney gruplarından birincisine mısır yağında çözünmüş BPA 25 mg/kg/gün, ikincisine 50 mg/kg/gün dozlarda oral gavaj yoluyla verildi. Deneyin sonunda hayvanlara anestezi uygulandı. Kalpten kan örnekleri alındı ve serumlar ayrıldı. Toplam antioksidan kapasite, total oksidatif durum, tümör nekroz faktörü-alfa, interlökin (IL)-1 beta ve IL-6 düzeyleri enzim bağlı immünosorbent testi ile belirlendi. Bulgular: BPA 25-50 mg/kg/gün dozlarında uygulandığında, serum total antioksidan kapasite düzeyleri anlamlı derecede azalırken, toplam oksidatif durumda artış görülmüş ve Oksidatif Stres İndeksi, BPA'nın zararlı etkilerini yansıtmaktadır. Ayrıca serum tümör nekroz faktörü-alfa, IL-1-beta ve IL-6 düzeyleri anlamlı olarak artmıştır (p≤0,05). Sonuç: Bu sonuçlar, BPA maruziyetinin inflamatuar belirteçleri indüklediğini göstermektedir. BPA ayrıca sadece oksidatif bileşiklerin üretimini teşvik ederek değil, aynı zamanda kontrol grubuna kıyasla antioksidan kapasiteyi azaltarak oksidatif strese neden olabilir. Tüm bu biyokimyasal değişiklikler, canlı organizmaların dokularındaki makro moleküllere zarar verebilir.
Anahtar Kelimeler: Bisphenol-A; inflamatuar belirteçler; oksidatif stres
REFERANSLAR:
- Minaz M, Er A, Ak K, Nane İD, İpek ZZ, Aslankoç R. Bisphenol a used in plastic industry negatively affects wild vimba bream (Vimba vimba). Turk J Fish & Aquat Sci. 2023;23(8):TRJFAS22598. [Crossref]
- Mikołajewska K, Stragierowicz J, Gromadzińska J. Bisphenol A-Application, sources of exposure and potential risks in infants, children and pregnant women. Int J Occup Med Environ Health. 2015;28(2):209-41. [Crossref] [PubMed]
- Özaydın T, Öznurlu Y, Sur E, Çelik İ, Uluışık D. The effects of bisphenol A on some plasma cytokine levels and distribution of CD8+ and CD4+ T lymphocytes in spleen, ileal Peyer's patch and bronchus associated lymphoid tissue in rats. Acta Histochem. 2018;120(8):728-33. [Crossref] [PubMed]
- Makowska K, Lepiarczyk E, Gonkowski S. The comparison of the influence of bisphenol A (BPA) and its analogue bisphenol S (BPS) on the enteric nervous system of the distal colon in mice. Nutrients. 2022;15(1):200. [Crossref] [PubMed] [PMC]
- Donohue KM, Miller RL, Perzanowski MS, Just AC, Hoepner LA, Arunajadai S, et al. Prenatal and postnatal bisphenol A exposure and asthma development among inner-city children. J Allergy Clin Immunol. 2013;131(3):736-42. [Crossref] [PubMed] [PMC]
- Tolba AM, Mandour DA. Histological effects of bisphenol-A on the reproductive organs of the adult male albino rat. Eur J Anat. 2018;22(2):89-102. [Link]
- Romuk E, Szczurek W, Nowak P, Skowron M, Prudel B, Hudziec E, et al. Effects of propofol on oxidative stress parameters in selected parts of the brain in a rat model of Parkinson disease. Postepy Hig Med Dosw (Online). 2016;70(0):1441-50. [Crossref] [PubMed]
- Huang M, Liu S, Fu L, Jiang X, Yang M. Bisphenol A and its analogues bisphenol S, bisphenol F and bisphenol AF induce oxidative stress and biomacromolecular damage in human granulosa KGN cells. Chemosphere. 2020;253:126707. [Crossref] [PubMed]
- Wang C, He J, Xu T, Han H, Zhu Z, Meng L, et al. Bisphenol A(BPA), BPS and BPB-induced oxidative stress and apoptosis mediated by mitochondria in human neuroblastoma cell lines. Ecotoxicol Environ Saf. 2021;207:111299. [Crossref] [PubMed]
- Mert H, Kerem Ö, Mıs L, Yıldırım S, Mert N. Effects of protocatechuic acid against cisplatin-induced neurotoxicity in rat brains: an experimental study. Int J Neurosci. 2022:1-10. [Crossref] [PubMed]
- Minuzzo S, Moserle L, Indraccolo S, Amadori A. Angiogenesis meets immunology: cytokine gene therapy of cancer. Mol Aspects Med. 2007;28(1):59-86. [Crossref] [PubMed]
- Çayakar A. Nedir bu tümör nekrozis faktör alfa [What is tumor necrosis factor alpha]. Turkiye Klinikleri J Intern Med. 2018;3(2):67-76. [Crossref]
- Shaftel SS, Griffin WS, O'Banion MK. The role of interleukin-1 in neuroinflammation and Alzheimer disease: an evolving perspective. J Neuroinflammation. 2008;5:7. [Crossref] [PubMed] [PMC]
- Yilmaz HC. Bisphenol A'nın rat sindirim kanalındaki mast hücrelerinin dağılımı ve heterojenitesi üzerine etkileri [Doktora tezi]. Van: Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi; 2021.(Erişim tarihi: 01.05.2023) [Link]
- Veilleux-Lemieux D, Castel A, Carrier D, Beaudry F, Vachon P. Pharmacokinetics of ketamine and xylazine in young and old Sprague-Dawley rats. J Am Assoc Lab Anim Sci. 2013;52(5):567-70. [PubMed] [PMC]
- U.S. Food and Drug Administration. Science Board Sub-Committee on Bisphenol A (2013) Scientific Peer Review of the Draft Assessment of Bisphenol A for Use in Food Contact Applications U.S. Food and Drug Administration: Silver Spring, MD, USA, 2013. [Link]
- Kabuto H, Amakawa M, Shishibori T. Exposure to bisphenol A during embryonic/fetal life and infancy increases oxidative injury and causes underdevelopment of the brain and testis in mice. Life Sci. 2004;74(24):2931-40. [Crossref] [PubMed]
- Nakagawa Y, Tayama S. Metabolism and cytotoxicity of bisphenol A and other bisphenols in isolated rat hepatocytes. Arch Toxicol. 2000;74(2):99-105. [Crossref] [PubMed]
- Bindhumol V, Chitra KC, Mathur PP. Bisphenol A induces reactive oxygen species generation in the liver of male rats. Toxicology. 2003;188(2-3):117-24. [Crossref] [PubMed]
- Yıldırım CH, Yücetaş ŞC, Kaya M, Öziç C, Kaya İ, Bilgin BÇ, et al. Investigation of the effects of alpha lipoic acid application on total antioxidant and oxidant status, paraoxonase, and total sialic acid levels in laminectomized rabbits. Kafkas Univ Vet Fak Derg. 2014;20(1):115-20. [Crossref]
- Daş A. Enzootik pneumonili besi kuzularında tedaviye selenyum ve vitamin E eklenmesinin total oksidan ile antioksidan seviyeleri üzerine etkilerinin araştırılması [Yüksek lisans tezi]. Şanlıurfa: Harran Üniversitesi; 2009. (Erişim tarihi: 01.05.2023). [Link]
- Mert H, İrak K, Çibuk S, Yıldırım S, Mert N. The effect of evening primrose oil (Oenothera biennis) on the level of adiponectin and some biochemical parameters in rats with fructose induced metabolic syndrome. Arch Physiol Biochem. 2022;128(6):1539-47. [Crossref] [PubMed]
- Hassan ZK, Elobeid MA, Virk P, Omer SA, ElAmin M, Daghestani MH, et al. Bisphenol A induces hepatotoxicity through oxidative stress in rat model. Oxid Med Cell Longev. 2012;2012:194829. [Crossref] [PubMed] [PMC]
- Abdel-Wahab WM. Thymoquinone attenuates toxicity and oxidative stress induced by bisphenol A in liver of male rats. Pak J Biol Sci. 2014;17(11):1152-60. [Crossref] [PubMed]
- Nuñez P, Fernandez T, García-Arévalo M, Alonso-Magdalena P, Nadal A, Perillan C, et al. Effects of bisphenol A treatment during pregnancy on kidney development in mice: a stereological and histopathological study. J Dev Orig Health Dis. 2018;9(2):208-14. [Crossref] [PubMed]
- Elobeid MA, Hassan ZK. Bisphenol-A induced oxidative stress and apoptosis in kidney of male rats. J Environ Biol. 2015;36(3):685-8. [Link]
- Hong YC, Park EY, Park MS, Ko JA, Oh SY, Kim H, et al. Community level exposure to chemicals and oxidative stress in adult population. Toxicol Lett. 2009;184(2):139-44. [Crossref] [PubMed]
- Lee HW, Lee CG, Rhee DK, Um SH, Pyo S. Sinigrin inhibits production of inflammatory mediators by suppressing NF-κB/MAPK pathways or NLRP3 inflammasome activation in macrophages. Int Immunopharmacol. 2017;45:163-73. [Crossref] [PubMed]
- Rochester JR. Bisphenol A and human health: a review of the literature. Reprod Toxicol. 2013;42:132-55. [Crossref] [PubMed]
- He Y, Hara H, Núñez G. Mechanism and regulation of NLRP3 inflammasome activation. Trends Biochem Sci. 2016;41(12):1012-21. [Crossref] [PubMed] [PMC]
- Safe S. Bisphenol A and related endocrine disruptors. Toxicol Sci. 2000;56(2):251-2. [Crossref] [PubMed]
- Schroder K, Zhou R, Tschopp J. The NLRP3 inflammasome: a sensor for metabolic danger? Science. 2010;327(5963):296-300. [Crossref] [PubMed]
- Lee HW, Sang Keun Ha, Yoonsook K. Bisphenol A disrupts inflammatory responses via Nod-like receptor protein 3 pathway in macrophages. Appl Biol Chem. 2020;63:78. [Crossref]
.: İşlem Listesi