دراسة التأثير الوقائي للمستخلص المائي والنانوي لبذور نبات تين الفيل Aframomum melegueta على بعض المعايير النسجية والفسلجية في ذكور الجرذان البيض المعاملة بثنائي أوكسيد التيتانيوم

اطروحة دكتوراه

اسم الباحث : فاطمة حسين فليح حسن

اسم المشرف : أ.م.د محمد وسام المحنا

الكلمات المفتاحية :

الكلية : كلية التربية للعلوم الصرفة

الاختصاص : علوم الحياة/علم الحيوان

سنة نشر البحث : 2025

تحميل الملف : اضغط هنا لتحميل البحث

الخلاصة

هدفت الدراسة الحالية لمعرفة التأثير الوقائي للمستخلص المائي والنانوي لبذور نبات تين الفيل Aframomum melegueta للحد من تأثير الأضرار الكبدية والكلوية وبعض المعايير الفسلجية للدم التي تسببها المادة المضافة ثنائي أوكسيد التيتانيوم النانوي (Tio2NPs) Titanium dioxide nanoparticles في ذكور الجرذان البيض عن طريق دراسة بعض التغييرات النسجية والوظيفية.
بينت الدراسة الحالية المحتوى الكيميائي للمستخلص المائي لنبات تين الفيل، إذ شخصت (18) مركب فعال موجود في المستخلص المائي عن طريق استخدام تقنية GC-Mass.
اجريت الدراسة في البيت الحيواني التابع لكلية الصيدلة – جامعة كربلاء للفترة من الثاني من ايلول لسنة (2023 ) لغاية الثلاثين من تشرين الثاني لسنة ( 2023 )، اشتملت الدراسة على تجربتين ، هدفت التجربة الأولى الى تحديد التركيز الأكثر فعالية من بين ثلاث تراكيز امنة للمستخلص النانوي لبذور نبات تين الفيل استعمل في فيها 24 جرذا ذكرا بالغا بعمر 10 أسابيع، وبوزن (200-250)غرام قسمت الى اربع مجاميع متساوية وعوملت بمعاملات مختلفة لمدة 30يوما، تركت الأولى بدون معاملة وعدت مجموعة سيطرة سالبة ،في حين جرعة الثلاث الأخرى فمويا بأحد تراكيز المستخلص النانوي (100،75،50)غم/كغم من وزن الجسم ثم أعطيت بعد اربع ساعات جرعة من ثنائي أوكسيد التيتانيوم النانوي بتركيز (100)ملغم /كغم من وزن الجسم ،لمدة 30 يوما ، بعدها تم سحب الدم لتقدير نشاط أنزيم الكتاليز الذي أعتمد كمعيار لتحديد فعالية المستخلص النانوي لنبات تين الفيل .
اما التجربة الثانية فشملت استخدام ( 36) ذكور الجرذان البيض البالغة، تراوحت أوزانها بين (180-300) غرام واعمارها 10 أسابيع قسمت عشوائيا الى ( ستة ) مجاميع تضم (ستة) حيوانات لكل مجموعة جرعت فموياً ولمدة 30 يوماً ، عدت المجموعة الأولى G1)) مجموعة السيطرة السالبة وجرعت فموياً وبشكل يومي بماء الحنفية، والمجموعة الثانية مجموعة السيطرة الموجبة G2)) جرعت فموياً بمادة ثنائي أوكسيد التيتانيوم النانوي بتركيز 100 ملغم /كغم من وزن الجسم، والمجموعة الثالثةG3) ) جرعت بالمستخلص المائي لبذور تين الفيل بتركيز 200 ملغم /كغم من وزن الجسم، والمجموعة الرابعة G4)) جرعت بالمستخلص النانوي لبذور تين الفيل بتركيز100 ملغم /كغم من وزن الجسم ، والمجموعة الخامسة ( 5G) جرعت بالمستخلص المائي لبذور تين الفيل بتركيز200 ملغم /كغم بعدها جرعت بمادة ثنائي أوكسيد التيتانيوم النانوي بتركيز ملغم /كغم من وزن الجسم، اما المجموعة السادسةG6) ) فجرعت بالمستخلص النانوي لنبات تين الفيل بتركيز100 ملغم /كغم بعدها جرعت بمادة ثنائي أوكسيد التيتانيوم النانوي بتركيز 100 ملغم /كغم من وزن الجسم، تم التضحية بالحيوانات بعد انتهاء فترة التجربة .
جمعت عينات الدم في المجاميع الست بعد مرور (30) يوماً من التجريع الفموي وتم الحصول على مصل الدم لغرض قياس مستوى المعايير الوظيفية الاتية: مستويات إنزيمات الكبدAspartate transaminase (AST) و Alanine transaminase (ALT) و(Alkalinephosphatase (ALP، واليوريا Urea))، والكرياتنين Creatinine)) ، ومؤشرات الأكسدة الإنزيمية التي اشتملت على المالون ثنائي الديهايد Maloaldialdehyde (MDA)، ومضادات الأكسدة الإنزيمية الكتليزCatalase (CAT) ، وإنزيم سوبرأوكسيد دسموتيز(Superoxide dismutuse (SOD، وقياس معايير الدهون الكوليسترول cholestrol (CH ) ، و البروتين الدهني العالي الكثافة (HDL) High-density lipoprotein، والبروتين الدهني الواطئ الكثافة (LDL) Low-density lipoprotein، فضلا عن أخذ مقاطع نسجيه للكبد والكلية لغرض دراسة التغييرات النسجية عليها، وقد حصلنا على النتائج التالية:
أدى التجريع الفموي لحيوانات التجربة بمادة ثنائي أوكسيد التيتانيوم النانوي بتركيز 100 ملغم/كغم من وزن الجسم وجود تغيرات نسجية في نسيج الكبد لمجموعة السيطرة الموجبة (G2) شملت توسع واحتقان شديد في الوريد المركزي، وجود توسع في الجيبانيات، مع عدم انتظام في الحبال الكبدية، وتنخر في خلايا الكبد ، كذلك ارتشاح الخلايا الالتهابية مقارنةً مع مجموعة السيطرة السالبة، لم يلاحظ أي تأثيرات على البنية النسجية لنسيج الكبد في المجموعتين المعاملتين بالمستخلص المائي والنانوي لتين الفيل (G3، G4) بتركيز (200، 100) ملغم /كغم من وزن الجسم مما يدل على سلامة هذه المستخلصات والتراكيز على انسجة الكبد، وبيّنت نتائج الفحص النسجي لأنسجة الكبد في المجاميع الوقائية المعاملة بالمستخلص المائي والنانوي لنبات تين الفيل (G5، G6) بتركيز (200، 100) ملغم /كغم وثنائي أوكسيد التيتانيوم النانوي بتركيز (100) ملغم /كغم ،ان المستخلص المائي والنانوي ساهما في تقليل التأثيرات السمية لثنائي أوكسيد التيتانيوم النانوي في نسيج الكبد ، فكان نسيج الكبد في المجموعة الوقائية G5 اقل تأثراً بسمية مادة ثناني أوكسيد التيتانيوم النانوي عند مقارنتها بمجموعة السيطرة الموجبة اذ ان تركيب نسيج الكبد اقرب للطبيعي، احتقان بسيط في الوريد المركزي ، توسع في الجيبانيات ، انتظام للحبال الكبدية مع توسع قليل في الجيبانيات ، وضوح خلايا الكبد مع انويتها ، أما فيما يخص المجموعة (G6) المعاملة بالمستخلص النانوي لبذور تين الفيل وبتركيز (100) ملغم /كغم فلوحظ درجة تحسن عالية والنسيج اقرب للحالة الطبيعية، الوريد المركزي الطبيعي، وانتظام الحبال الكبدية، ووضوح الخلايا الكبدية الطبيعية و انويتها، مع وجود الجيبانيات.
اما التغيرات النسجية في نسيج الكلية لمجموعة السيطرة الموجبة (G2) فشملت ضمور الكبيبات الكلوية، زيادة فسحة بومان ، وانسلاخ بطانتها ، وارتشاح للخلايا الالتهابية مقارنةً مع مجموعة السيطرة السالبة. لم يلاحظ أي تأثيرات على البنية النسجية لنسيج الكلى المجموعتين المعاملتين بالمستخلص المائي والنانوي لتين الفيل(G3،G4 ) بتركيز (200، 100) ملغم /كغم من وزن الجسم ، التركيب الطبيعي للكبيبة ،فسحة بومان ، ومحفظة بومان ، والبنية الطبيعية للنبيب الداني والقاصي، وبيّنت نتائج الفحص النسجي لأنسجة الكلية في المجاميع الوقائية المعاملة بالمستخلص المائي لنبات تين الفيل (G5) بتركيز 200 ملغم /كغم وثنائي أوكسيد التيتانيوم النانوي بتركيز (100) ملغم /كغم ،لوحظ انكماش بسيط للكبيبة وزيادة فسحة بومان ، والبنية الطبيعية للنبيبب الداني والقاصي ، اما في المجموعة الوقائية G6 بينت النتائج عدم حدوث ضرر يلاحظ في الكبيبة ،وفسحة بومان، وجود محفظة بومان ، مع البنية الطبيعية للنبيبات الداني والقاصي.
بينت الدراسة الفسلجية لمجموعة السيطرة الموجبة المجرعة بثنائي أوكسيد التيتانيوم النانوي (100) ملغم/كغم وجود ارتفاع معنوي P ≤ 0.05)) في كل من ALP، AST، ALT، اليوريا، الكرياتنين، MDA، CH،LDL، وحصول انخفاضاً معنوياً P ≤ 0.05)) في كل من (HDL)، ومضادات الاكسدة (CAT، (SOD مقارنةً مع مجموعة السيطرة السالبة، أما التجريع الفموي لحيوانات التجربة بالمستخلص المائي والنانوي لنبات تين الفيل (G3،G4 ) بتركيز (200، 100) ملغم /كغم من وزن الجسم يومياً ولفترة (30) يوماً لم يسجل تغييراً معنوياً P ≤ 0.05)) واضحاً في المعايير الوظيفية في معدل تركيز كل من MDA))، (CAT)، و (SOD) ، ومستويات LDL, CH))، وتركيز HDL)) مقارنةً مع مجموعة السيطرة السالبة. أظهرت نتائج المعايير الوظيفية للمجاميع الوقائية (G5، G6) بتركيز (200، 100) ملغم /كغم وثنائي أوكسيد التيتانيوم النانوي بتركيز (100) ملغم /كغم حصول انخفاضاً معنوياً P ≤ 0.05)) في إنزيمات الكبد (ALT، ALP، AST)، والمعايير الوظيفية للكلى (اليوريا، والكرياتين)، ومعايير الدهون التي اشتملت على (CH، LDL) ومؤشرات الأكسدة الإنزيمية (MDA) مقارنةً مع مجموعة السيطرة الموجبة، وحصول ارتفاعاً معنوياً (P ≤ 0.05) في كل من (HDL) SOD)، CAT) مقارنة مع مجموعة السيطرة الموجبة.
نستنتج من الدراسة الحالية مدى فعالية مستخلص بذور تين الفيل المائي والنانوي وخاصة المستخلص النانوي في كبح نشاط الجذور الحرة ومعادلة الاجهاد التأكسدي المستحث بالمادة المضافة ثنائي أوكسيد التيتانيوم النانوي في نسيجي الكبد والكلية وبعض المعايير الوظيفية في ذكور الجرذان البيض

Study the protective role of aqueous and nano-extracts of Aframomum meleguet seeds on some Histological and Physiological parameters in male albino rats treated with Titanium dioxid

Abstract

The current study aimed to determine the protective effect of the aqueous and nano-extract of the Aframomum melegueta, to reduce the effect of liver and kidney damage caused by the preservative titanium dioxide nanoparticles (Tio2NPs) in male albino rats by studying some functional and histological changes.
The study was conducted in the animal house of the College of Pharmacy – University of Karbala for the period from September 2023 until November 2023. (36) Adult (10) weekes male white rats were used, their weight ranged between (180-300) grams, and they were randomly divided into ((6groups including (6) animals for each group were dosed orally for a period of (30) days. The first group was considered G1 (the negative control group dosed orally and daily with tap water, and the second group was the positive control group) G2) was dosed orally with nano-titanium dioxide at a high concentration) 100 ( mg/kg dissolved in distilled water, the third group (G3) was dosed with the aqueous extract of A.melegueta seeds at a concentration of (200) mg/kg, the fourth group (G4) was dosed with the nano-extract of A.melegueta seeds at a concentration of (100) mg/kg, and the fifth group (5G) was dosed With the aqueous extract of A.melegueta seeds at a concentration of (200) mg/kg, then it was dosed with nano-titanium dioxide at a concentration of (100) mg/kg after (3-4) hours. As for the sixth group (G6), it was dosed with the nano-extract of the A.melegueta plant at a concentration of (100). mg/kg, then dosed with nano-titanium dioxide at a concentration of (100) mg/kg after (3-4) hours.
Blood samples were collected in the six groups after (30) days of oral dosing, and blood serum was obtained for the purpose of measuring the level of the following functional parameters: levels of the liver enzymes Aspartate transaminase (AST), Alanine transaminase (ALT), Alkalinephosphatase (ALP), and urea. Urea and creatinine, and indicators of enzymatic oxidative stress that included maloaldialdehyde (MDA), the antioxidant enzyme catalase (CAT), the enzyme superoxide dismutase (SOD), and measurement of lipid standards and cholesterol (CH), high-density lipoprotein (HDL) and low-density lipoprotein (LDL), in addition to taking histological sections of the liver and kidney to study the histological changes in them, and we obtained the following results:
Histological study showed the presence of histological changes in the liver tissue of the positive control group (G2), including severe dilatation and congestion in the central vein, congestion, and dilatation in the sinusoids, with irregularity in the hepatic cords, as well as infiltration of inflammatory cells compared to the negative control group. No effects were observed on the histological structure of liver tissue in the two groups treated with the aqueous and nano extracts of the Aframomum melegueta (G3, G4) at a concentration of (200, 100) mg/kg of body weight, indicating the safety of these extracts and concentrations on liver tissue. The results of histological examination of liver tissues in the preventive groups treated with the aqueous and nano extracts of the Aframomum melegueta (G5, G6) at a concentration of (200, 100) mg/kg and nano titanium dioxide at a concentration of (100) mg/kg showed that the aqueous and nano extracts contributed to reducing the toxic effects of nano titanium dioxide in liver tissues, The liver tissue in the G5 preventive group was less affected by the toxicity of nano-titanium dioxide when compared to the positive control group treated with nano-titanium dioxide (100) mg/kg, The toxic effects of nano titanium dioxide on liver tissue were reduced, as central vein congestion and regularity of the hepatic cords, with a slight expansion of the sinusoids and the normal of hepatic cell. As for group (G6) treated with the nano extract of fig seeds at a concentration of (100) mg/kg, a high degree of improvement was observed, and the tissue was closer to the normal state, the normal central vein, regularity of the hepatic cords, clarity of normal hepatic cells and their nuclei, with the presence of sinusoids in their normal form.
As for the histological changes in the kidney tissue of the positive control group (G2), they included shrinkage of the renal glomeruli, , and shedding of their lining, with the observation of blood congestion and infiltration of inflammatory cells compared to the negative control group. No effects were observed on the histological structure of the kidney tissue of the two groups treated with the aqueous and nano extracts of Aframomum melegueta (G3, G4) at a concentration of (200, 100) mg/kg of body weight, which indicates the safety of these extracts and concentrations on kidney tissue, The results of histological examination of kidney tissues in the preventive groups treated with the aqueous and nano extracts of the Aframomum melegueta (G5, G6) at a concentration of (200, 100) mg/kg and nano titanium dioxide at a concentration of (100) mg/kg showed that the aqueous and nano extracts contributed to reducing the toxic effects of nano titanium dioxide in kidney tissues. It appears that the nano extract at a concentration of (100) mg/kg of body weight is the best in prevention as it contributed to reducing the negative effects.
The physiological study of the positive control group dosed with nano titanium dioxide (100) mg/kg showed a significant increase (P ≤ 0.05) in liver enzymes (ALP, AST, ALT), kidney functional indicators (urea, creatinine), (MDA), (TC), (LDL) and a significant decrease (P ≤ 0.05) in (HDL), antioxidants (CAT, (SOD) compared to the negative control group. As for the oral dose of the experimental animals with the aqueous and nano extract of Aframomum melegueta (G3, G4) at a concentration of (200, 100) mg/kg of body weight daily for a period of (30) days, no significant change was recorded in the functional parameters concentration rate of) MDA), a no change in the concentration rate of (CAT), and (SOD) and LDL levels)TC), and )HDL) concentration compared to the negative control group, The results of the functional parameters of the preventive groups (G5, G6) at a concentration of (200, 100) mg/kg and nano titanium dioxide at a concentration of (100) mg/kg showed a significant decrease (P ≤ 0.05) in liver enzymes (ALT, ALP, AST), kidney functional parameters (urea, creatinine), and lipid parameters that included (TC, LDL) and enzymatic oxidation indicators (MDA) compared to the positive control group, and a significant increase (P ≤ 0.05) in each of (HDL, SOD, CAT) compared to the positive control group.
We conclude from the current study the effectiveness of the aqueous and nano extracts Aframomum melegueta, especially the nano extract, in inhibiting the activity of free radicals and neutralizing the oxidative stress induced by the additive nano titanium dioxide in the liver and kidney tissues and some functional parameters in male white rats.