بخشی از مقاله
بررسی اثرات MTBE بر روند تولید مثل موش سوري ماده
توضیح:
تمامی افراد فوق صحت مندرجات را تایید می کنند و مسوولیت پاسخ گویی به دفتر محتـرم مجلـه بـه عهده مجري طرح (حمید رضا خدایی) واگذار شده است.
چکیده فارسی:
بررسی اثرات MTBE بر روند تولید مثل موش سوري ماده MTBE نوعی ماده شیمیایی جهت افزایش عدد اکتان بنزین است که در بنزینهـاي بـدون سـرب و در ایران استفاده می شود. جهت بررسی اثرات MTBE بر روند تولید مثل و وضعیت هورمونهاي جنسی در حیوان ماده آزمایشی به صورت طرح کاملا تصادفی روي 90 موش سفید سوري در 6 گـروه بـا 3 تکـرار انجام شد. به جز گروه شاهد منفی که تحت استرس کانولا ایل بودند و گـروه شـاهد مثبـت کـه کلریـد کادمیم دریافت می کردند ، موشها دریافت کننده 100 میلی گرم بر کیلوگرم وزن بـدن بـه طـور روزانـه MTBE تا 2000 میلی گرم بر کیلو گرم MTBE در 4 تیمار بودند.
موشها در روزهاي مختلف خونگیري شدند و استرادیول، پروژسترون،آنزیمهاي کبدي، کلسترول و بیلـی روبین آنها مورد سنجش قرار گرفت، ضمن اینکه در ادامه آزمایش اثر MTBE بر موشهاي حامله و نوزاد پس از زایش مورد بررسی قرار گرفت.
نتایج نشان داد MTBE اثر معنی دارآماري بر غلظت استروژن دارد و از نظـر عـددي نیـز بـر غلظـت آنزیمهاي کبدي موشها موثر است. مطالعات بافت شناسی ، تغییرات نئوپلازیک تخمدانی را تایید نکـرد، هرچند MTBE به طور معنی داري از وزن تخمدانها ، جنین و مادر کاست ، اما اثر معنی داري بـر طـول مدت آبستنی و تعداد جنین نگذاشت.
با توجه به نتایج فوق می توان حدس زد ؛ MTBE داراي اثرات نامطلوب بر تولید مثل حیوان ماده است.
کلمات کلیدي: MTBE ، تولید مثل ، موش سوري
بررسی اثرات MTBE بر روند تولید مثل موش سوري ماده
مقدمه :
(Methyltret – Butyl Ether) MTBE ، نوعی ماده شیمایی، متعلق به گروههاي اتري و فرمول شیمایی آن C5 H12O است. از ایزوبوتان تولید میشود، بدون رنگ و قابل اشتعال و بسیار فرار است.
این ترکیب را به جهت افزایش عدد اکتان به بنزینهاي بدون سرب می افزایند(1و.(6 بنزینهاي بدون سرب، به دلیل نداشتن این فلز سنگین، سوخت تمیزتري محسوب شده و از نظر پاکیزگی هوا به دلیل نداشتن سرب، سوخت آلایندهایی محسوب نمیشوند(.(8 استفاده از MTBE در بنزین در اروپا از دهه 1970 میلادي آغاز شد و پس از آن در آمریکاي شمالی نیز استفاده از آن مرسوم شد(.(1 اما MTBE
توانایی آلوده سازي آب و خاك و هوا را دارد(.(28 ازطرفی MTBE یک مولکول آلی کوچک با قابلیت حل بالا در چربی است و داراي حلالیت متوسط در آب(.(15 این موضوع نشان میدهد که MTBE به راحتی از غشاهاي بیولوژیک عبور میکند و در نتیجه بطور گستردهاي در بدن پراکنده میشود.
MTBE به سرعت از طریق تنفس در انسان و موش آزمایشگاهی و به صورت دهانی در موش صحرایی جذب میشود(.(20 همچنین مشخص شده است که در موشهاي صحرایی قابلیت جذب از طریق پوست نیز وجود دارد(.(5 پس از جذب به صورت گسترده در بدن پخش می شود. در شرایط invitro توسط سیتوکروم P450 به TBA متابولیزه میشود((19 و احتمالاً تولید فرمالدئید میکند(Formaldehyde.(10
داراي پتانسیل کارسینوژنیک در انسان است و داراي خصوصیت genotoxic همچنین این ترکیب داراي آثار cytotoxic نیز میباشد((21، TBA داراي نیمه عمر بالاتر نسبت به MTBE است و مشخص شده است که موشهاي صحرایی خاصیت نفروپاتی دارد، اما داراي خصوصیت ژنوتوکسیک نیست 21)و10 TBA.( خود میتواند بطور گستردهاي در بدن پراکنده شود(TBA .(19در مراحل بعدي میتواند به ترکیبات و متابولیتهاي متنوعی تبدیل شود. درمجموع میتوان گفت که این متابولیتها ، متابولیتهاي گلوکورنیدوسولفاته TBA و استون هستند((15 ، که احتمالا برخی خاصیت موتان زایی دارند .(24)
در انسانهاي تیمار شده با MTBE جهت درمان سنگ کیسه صفرا ، MTBE در خون، بافتهاي چربـی و شیر پستانی دیده شد. در پایان درمان با MTBE ، غلظت MTBE در شیر پستانی مـشابه بـا غلظـت MTBE در خون بود و غلظت MTBE در چربی ، 3 تا 4 برابـر بیـشتر از خـون و شـیر(.(24 خـوردن MTBE 1200 mg/kg/day در حیوانات موجب ایجاد آثار سوء در سیستم اعصاب مرکزي شـده اسـت ( .(13 در حیوانات آزمایشگاهی و انسان مشخص شده که جهـت پـالایش MTBE از بـدن تـنفس و دي متیلاسیون اکسیداتیو داراي نقش بسیار مهمی میباشـند .( 9) در موشـهاي صـحرایی کـه MTBE را بصورت گاواژ براي 24 ماه دریافت کرده بودند، افزایش معنیدار آماري در تولید تومورهاي بافت بینابینی بیضه مشاهده شد(.(7 همچنین در موشهاي صحرایی ماده لنفوم و لوکیما بصورت توأم مشاهده گردید( 2 ).
تحقیقات نشان میدهد که MTBE به تجزیه شدن میکروبی مقاوم است((27و ایـن موضـوع اهمیـت MTBE را دو چندان می کند. در اروپا دیگر ترکیبات اکسیژن دهنده هماننـد elthl tert - ( ETBE)
buty ether و tert – amyl methylether (TAME) مورد استفاده قرار مـیگیـرد(.(22 در ایـران بـا اینکه مدتهاست MTBE در سوخت اتومبیلها استفاده می شود اما تا کنون هیچگونه مطالعهاي پیرامون آثار MTBE بر سلامت جانوران و انسان انجام نشده است و تحقیق حاضر به مطالعـه اثـر MTBE بـر سلامت تولید مثل حیوان ماده میپردازد هدف کلی از اجراي طرح، بررسی اثر MTBE بر رونـد تولیـد مثل است، در کنار آن اهداف جزئی طرح عبارتند از:
-1بررسی اثر MTBE بر استروئیدسازي تخمدان
-2بررسی اثر MTBE بر متابولیسم کبدي و سنجش شاخصهاي آنزیمی
-3بررسی اثر MTBE بر متابولیسم کلسترول ( به عنوان پیشسازهاي هورمونهاي استروئیدي تخمدانی)
-4بررسی اثر MTBE بر نسل F1 تولید شده از موشهاي سوري آزمایشگاهی.
مواد و روشها:
تعداد 90 موش سفید آزمایشگاهی (سوري) ماده BalbC ، 90±2 روزه تهیه شد. موشها پس از انتقال به دانشگاه علوم پزشکی اصفهان در قفسهایی به ابعاد (20 * 30 * 13 cm) نگهداري شدند. ظرف آبخوري آنها داراي ظرفیت 450CC3 بوده که آب مورد نیاز 6 موش را براي 8 روز تأمین میکرد. دماي محل نگهداري 22 تاْ24 C و رطوبت حدود %50-40 بود. حداقل پروتین غذاي موشها %17 بود آب و غذا بصورت آزادانه در اختیار موشها قرار داشت و قبل از آزمایش به مدت 2 هفته به شرایط عادتپذیر شدند.
موشها به طور تصادفی در 6 گروه با 3 تکرار قرار گرفتند، به نحوي که در هر تکرار 5 موش وجود داشت.
r
شاخص دقت آزمایش از طریق فرمول Q2 e به دست آمد که در آن r تعداد تکرار میباشد. مدل آماري طرح Xij M ∂j ∑ij بود که در آن Xij نشاندهنده هر مشاهده هر آزمایش ، ∂j اثر هر تیمار j
، M میانگین کل جمعیت و ∑ij اثر خطاي آزمایش .
گروههاي آزمایشی به ترتیب زیر عبارت بودند از:
-1گروه شاهد (-) : که به جاي MTBE تحت استرس کانولا اُیل با آب معمولی قرار گرفتند. -2گروه شاهد : (+) دریافت کننده کلرید کادمیوم که آثار سوء آن در تولید مثل مشخص شده است. -3گروه تیمار اول : T1 دریافت کننده MTBE 100 mg/kg/d
-4گروه تیمار دوم : T2 دریافت کننده MTBE 200 mg/kg/d -5گروه تیمار سوم : T 3 دریافت کننده MTBE 1000 mg/kg/d -6گروه تیمار چهارم : T4 دریافت کننده MTBE 2000 mg/kg/d
مقادیر MTBE با روغن ذرت مخلوط شد و بوسیله کانولا بصورت روزانه و دستی به موشها خورانده شد.
مرگ و میر موشها %3 بود.
در 4 نوبت خونگیري از وریددمی ( ( Tail vein ، طی روزهاي 7 ، 21 ، 45 و 90 پس از آغاز آزمایش انجام شد.سرم خونهاي گرفته شده، بوسیله سانتریفیوژ جدا شد و تا زمان انجام آزمایشهاي هورمون شناسی و بیوشیمی در دماي ْ-22 C نگهداري شد. فراسنجههاي مورد بررسی عبارتند ازف فاسترادیول
(E2) ، پروژسترون (P4) کلسترول ، بیلی روبین و آنزیمهاي کبدي ( ( ALT , AST
براي اندازهگیري E2 و P4 ازکیتهاي تجاري (به روش (ELISA استفاده شد. آنزیم آسپارتات ترانس
آمیناز((ASTو آلانین آمینو ترانسفراز (ALT) به روش کالریمتریک و با استفاده از کیتهاي تجاري اندازه گیري شد. بود. بیلی روبین کونژکه ( مستقیم ) نیز به روش کالریمتري اندازه گیري شد.
در200 روزگی ( تقریباً 5 ماهگی) ، در کنار موشهاي ماده در همان گروههاي آزمایشی، موشهاي نر قرار داده شد، تا باردار شوند. مشاهده پلاك واژنی دلیل اصلی حاملگی در موشهاي ماده قلمداد شد. پس از دوران حاملگی، شاخصهاي متعددي همچون درصد باروري، درصد فرزندان سالم، طول مدت آبستنی، تعداد نوزاد و نوزاد سالم در گروههاي آزمایشی مورد بررسی قرار گرفت، ضمن اینکه از هر گروه 2 موش ماده بطور تصادفی انتخاب شد و بعضی از فراسنجههاي کالبد گشایی مثل وزن کبد ، کلیهها و تخمدانها مورد بررسی قرار گرفت.با استفاده از نرم افزار آماري SAS 98 ، میانگین ، SEM و جدول تجزیه
واریانس تهیه شد. ضمناً براي مقایسه تیمارها و تعیین اختلافهاي معنیدار بین تیمارهاي به کار برده شده از آزمون چند دامنه این دانکن استفاده شد.
نتایج :
با افزایش مصرف MTBE غلظت سرمی استرادیول (E2) کاهش معنیداري یافت ( MTBE .(P<0.05
بر غلظت سرمی پروژسترون (P4) تأثیر معنی داري نداست. هرچند غلظت سرمی پروژسترون از نظر عددي کاهش یافت. با افزایش مقدار MTBE ، آنزیمهاي کبدي، به صورت عددي افزایش یافتند، اما از نظر آماري تفاوت معنیداري مشاهده نشد. افزایش مقدار MTBE بر بیلی روبین خون بی تأثیر بود. با افزایش مقدار MTBE، کلسترول خون کاهش محسوس و معنیداري ( ( P<0.05 را از خود نشان داد.
بررسیهاي بافتشناسی ، تغییرات میتوزي سرطانی را نشان نداد. اثر دوزهاي متفاوت MTBE اثر معنی داري بر تعداد جنینها نگذاشت(.(P>0.05 تیمارهاي MTBE اثر معنی داري بر وزن نوزادان نداشتند. تیمار 4 وزن مادر را نسبت به گروه شاهد و تیمار یک و دو ، به طور معنی داري کاهش داد(.(P<0.05 اثر MTBE بر مدت زمان آبستنی معنی دار نبود(.(P>0.05 اثر MTBE بر وزن تخمدانها در تیمار چهارم معنی دار بود و از وزن تخمدانها کاسته شد(.(P<0.05
بحث:
میتوان حدس زد دلیل اثرMTBE بر غلظت سرمی استرادیول افزون بودن مراحل ساخت این استروئید نسبت به پروژسترون باشد. MTBE داراي تاثیر بر فعالیت آروماتاز(سیتوکروم ( P450
است(.(19 احتمالاً MTBE از طریق مهار سیتوکروم P450 در سلولهاي گرانولوزا تولید استرادیول را به حداقل میرساند. نشان داده شده، اثر ضد استروژنی MTBE در موشهاي آزمایشگاهی ماده با ایجاد تداخل در سطح P450 افزایش مییابد(.(23 این در حالی است که مشخص شده است MTBE اثر
مهاري بر ساخت تستوسترون نیز دارد((20 و تشکیل تستوسترون نیازمند فعالیت آروماتازي نیست .( 30) از اینرو میتوان حدس زد احتمالاً MTBE داراي نوعی اثر بر LH و FSH نیز باشد که در آزمایش حاضر در اینمورد مطالعهایی صورت نگرفته است. در این مطالعه نشان داده شد MTBE، به طور معنی داري سطح کلسترول خون را کاهش می دهد.کلسترول پیشساز مهم پرگنینولون و نهایتاً پروژسترون و استرادیول است. مرحله ساخت پروژسترون در کلسترول نیازمند آروماتیزه شدن نیست و
در نتیجه مرحله ساخت بسیار کوتاه است( .( 30 لذا به نظر میرسد، کاهش یافتن کلسترول کل خون در اثر مصرف MTBE اثر بیشتري بر غلظت استرادیول داشته باشد تا بر پروژسترون. کاهش معنیدار کلسترول کل خون و نه کلسترول LDL احتمالاً مربوط به اثر MTBE بر پیشساز آن (استات)
است(.(9 از آنجائیکه در آزمایش حاضر MTBE اثري بر میزان تولید P4 نداشت، احتمالاً MTBE اثري بر واکنش دزمولازکه طی آن کلسترول به پرگنیلونون تبدیل میشود، ندارد.
کبد مهمترین جایگاه براي تخریب متابولیکی استروژنهاست، همچنین مهمترین جایگـاه بـیاثـر شـدن پروژسترون نیز هست که احیاي حلقه A و گروه کتونی 3 و 20 پروژسترون ایجاد میشود. این در حـالی است که پروژسترون در رحم هم بیاثر میشود(.(26 هرچند با افزایش دوز MTBE اثر معنـیداري بـر آنزیمهاي کبدي نداشت و تنهـا از نظـر عـددي غلظـت آنزیمهـاي AST و ALT افـزایش یافـت. امـا غلظتهاي 1000 و MTBE 2000 mg/kg/day که بصورت مزمن تجویز شد، غلظتهـاي سـرمی AST و ALT را به طور معنیدار افزایش داد ( در روز (90 این موضوع نـشان مـیدهـد، در صـورتیکه MTBE
بصورت مزمن و طولانیمدت در تماس با کبد باشد، داراي اثرات سوء است؛ هرچند مطالعات بافتشناسی از سلولهاي کبدي این نظریه را تأیید نمیکند(.(3 بنابراین تغییرات غلظتهاي آنزیمهاي کبدي، احتمـالاً به دلیل اثرات ثانویه MTBE بر سلولهاي کبدي است. دراین آزمایش بیلی روبین مستقیم اندازه گیري شد. بیلی روبین حاصل شکسته شدن گلبول قرمز و محصول اصلی همولیز است. بیلی روبین مستقیم در صورت افزایش، نشان دهنده عدم توانایی کبد (نقص عملکرد یا ترشح کافی به صفرا) است. نتـایج عـدم تفاوت معنی دار در میزان بیلی روبین را همراه با افزایش دوز MTBE نشان داد. لذا احتمالا MTBE
تاثیر معنی داري بر تخریب گلبولهاي قرمز در مدت 90 روز ندارد.
MTBE بر میانگین تعداد نوزاد متولد شده و مدت زمان آبستنی اثر معنی داري نداشـت، ولـی بـا دوز
2000 میلی گرم کیلوگرم وزن بدن در روز؛ داري اثر معنی دار بر وزن مادر ، نـوزاد و تخمـدانها بـود. اثـر کاهنده MTBE بر وزن نوزاد در نسل هاي مختلف ، مادر و تخمدانها در مطالعات قبلی نیز گزارش شـده بود(4و.(12 همچنین از دست رفتن جنینها ، بعد از لانهگزینی در رحم، کاهش قدرت حیـاتی جنـینهـا، کاهش تعداد جنین ، ناهنجاریهاي خارجی و احشایی در جنین، افزایش یـافتن میـزان شـکاف دهـانی و کاهش وزن نوزادان و افزایش شیوع ناهنجاري در استخوان سازي جنین نیز ازجمله عوارض منتشر شده است(17،16،11و.(18
احتمالا در صورت افزایش مدت زمان در تماس بودن موشها با MTBE، اثرات روي مادر و جنین بیشتر می شود. MTBE با تاثیر بر وضعیت هورمونی مادر می تواند بر خصوصیات جنین اثر بگذارد(23و.(11 کاهش وزن تخمدان که در آزمایش حاضر رخ داد؛ قبلا نیز تایید شده است(MTBE .(17همچنین بر فرایند لانه گزینی جنین نیز موثر است(.(11تحقیقی نشان می دهد MTBE اثر خود را احتمالا از طریق گیرنده هاي GABA بر مغز اعمال می کند(.(25آنچه مسلم است MTBE در حد سلولی نیز اثر گذار است و می تواند موجب آسیبهاي مشخص روي DNA شود(.(29 به طور کلی از نتایج آزمایش حاضر می توان حدس زد MTBE داراي اثر سوء بر روند تولید مثل حیوان ماده است. بنا براین پیشنهاد می شود اثرات MTBE در دراز مدت ( آنچه که بطور طبیعی و روزمره انسانها در گیر آن هستند) مورد بررسی قرار گیرد، در عین حال انجام بررسی هاي کامل بر اثر گذاري سلولی-مولکولی MTBE و کارسینوژن بودن آن توصیه می شود
