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Abstract
Aflatoxin B1 poses the greatest risk among the mycotoxins to target-organisms particularly human, however, no studies addressed the neurotoxicity of chronic exposure of aflatoxin. The oral dose level 1/600th of LD50 for 30, 60, and 90 days was used for three aflatoxin groups, respective to negative and vehicle control groups. Activity levels of brain antioxidants viz: superoxide dismutase, catalase, glutathione, and glutathione peroxidase significantly decreased in the three experimental durations in time-dependent trend, in contrast, lipid peroxidation showed a significant increase compared to controls. Significantly, chronic-dependent increase trend was noticed in the AF60 and AF90 group for acid phosphatase (16.1%, 35.2%), alkaline phosphatase (32.1%, 50.8%), aspartate aminotransferase (38.7%, 120.0%) and lactate dehydrogenase (30.6%, 42.1%) activities, respectively. However, a significant 23.7% decrease in the brain creatine kinase activity following 90 days of AFB1administration. Chronic administration of aflatoxin also causes alterations in activities of protein carbonyl with a maximum increase (twofold) after 90 days. Further, histopathological and immunohistochemical results confirmed time-related vasodilation, necrosis and astrocytes gliosis by high glial fibrillary acidic protein immunostaining in response to AFB1. These findings infer that long-term exposure to AFB1 results in several pathophysiological circumstances in a duration-dependent manner concerning neurodegeneration especially Alzheimer's disease.
환경 오염 물질에 대한 노출은 파킨슨병(PD)과 알츠하이머병(AD)과 같은 신경 퇴행성 질환의 발병에 중요한 역할을 할 수 있습니다. 스페인에서는 처음으로 라 리오하 지역의 신경 퇴행성 질환 환자(44명, 24명)와 건강한 동반자(25명)의 혈장 내 19가지 진균 독소 수치를 분석했습니다. 연구된 곰팡이 독소는 아플라톡신 B1, B2, G1, G2 및 M1, T-2 및 HT-2, 오크라톡신 A(OTA) 및 B(OTB), 제랄레논, 스테리그마토시스틴(STER), 니발레놀, 데옥시니발레놀, 3-아세틸데옥시니발레놀, 15-아세틸데옥시니발레놀, 디아세톡시르페놀, 네오솔라니올, 다이아세톡시르페놀, 푸사레논-X 등 총 9종입니다. 잠재적 대사산물을 검출하기 위해 β-글루쿠로니다제/아릴설파타제로 처리하기 전후에 샘플을 LC-MS/MS로 분석했습니다. 샘플에서는 OTA, OTB 및 STER만 검출되었습니다. OTA는 효소 처리 전(샘플의 77%)과 후(89%)에 모두 존재한 반면, OTB는 처리 전(13%)에만 검출될 수 있었습니다. 건강한 반려동물과 환자 간에 통계적으로 유의미한 OTA 차이가 관찰되었지만, 관찰된 차이는 질병 자체보다는 성별(남성의 OTA 수치가 더 높음, p-값 = 0.0014)과 더 관련이 있는 것으로 보입니다. STER은 효소 치료 후에만 나타났습니다(88%). STER에 대한 통계 분석 결과, 건강한 대조군과 환자군은 항상 다른 분포를 보였습니다(환자군 > 대조군, p-값 <0.0001). 놀랍게도 STER 수치는 여성의 경우 나이와 약한 양의 상관관계가 있는 반면(rho = 0.3384), 남성의 경우 특히 나이가 들면서 수치가 감소하는 것으로 나타났습니다(rho = -0.4643).
Keywords: Aflatoxin; Antioxidants; Brain enzymes; Glial fibrillary acid protein; Neurodegeneration.
Ecotoxicol Environ Saf
. 2019 Oct 30;182:109407.
doi: 10.1016/j.ecoenv.2019.109407. Epub 2019 Jul 4.
Chronic neurodegeneration by aflatoxin B1 depends on alterations of brain enzyme activity and immunoexpression of astrocyte in male rats
Ahmed Alsayyah 1, Reda ElMazoudy 2, Mashael Al-Namshan 3, Meneerah Al-Jafary 3, Nouf Alaqeel 3
Affiliations expand
Abstract
Aflatoxin B1 poses the greatest risk among the mycotoxins to target-organisms particularly human, however, no studies addressed the neurotoxicity of chronic exposure of aflatoxin. The oral dose level 1/600th of LD50 for 30, 60, and 90 days was used for three aflatoxin groups, respective to negative and vehicle control groups. Activity levels of brain antioxidants viz: superoxide dismutase, catalase, glutathione, and glutathione peroxidase significantly decreased in the three experimental durations in time-dependent trend, in contrast, lipid peroxidation showed a significant increase compared to controls. Significantly, chronic-dependent increase trend was noticed in the AF60 and AF90 group for acid phosphatase (16.1%, 35.2%), alkaline phosphatase (32.1%, 50.8%), aspartate aminotransferase (38.7%, 120.0%) and lactate dehydrogenase (30.6%, 42.1%) activities, respectively. However, a significant 23.7% decrease in the brain creatine kinase activity following 90 days of AFB1administration. Chronic administration of aflatoxin also causes alterations in activities of protein carbonyl with a maximum increase (twofold) after 90 days. Further, histopathological and immunohistochemical results confirmed time-related vasodilation, necrosis and astrocytes gliosis by high glial fibrillary acidic protein immunostaining in response to AFB1. These findings infer that long-term exposure to AFB1 results in several pathophysiological circumstances in a duration-dependent manner concerning neurodegeneration especially Alzheimer's disease.
아플라톡신 B1은 표적 생물, 특히 인간에 대한 곰팡이 독소 중 가장 큰 위험을 초래하지만 아플라톡신의 만성 노출에 따른 신경 독성을 다룬 연구는 아직 없습니다. 세 가지 아플라톡신 그룹에 각각 음성 및 차량 대조군에 대해 30일, 60일, 90일 동안 LD50의 1/600 수준의 경구 투여량을 사용했습니다. 뇌 항산화 물질인 슈퍼옥사이드 디스뮤타아제, 카탈라아제, 글루타치온, 글루타치온 퍼옥시다아제의 활성도는 세 실험 기간 동안 시간 의존적 경향으로 유의하게 감소한 반면, 지질 과산화는 대조군에 비해 유의하게 증가했습니다. 산성 포스파타제(16.1%, 35.2%), 알칼리성 포스파타제(32.1%, 50.8%), 아스파테이트 아미노전달효소(38.7%, 120.0%), 젖산탈수소효소(30.6%, 42.1%) 활성은 AF60 및 AF90 그룹에서 각각 만성 의존적 증가 경향이 유의하게 관찰되었습니다. 그러나 90일 동안 AFB1을 투여한 후 뇌 크레아틴 키나아제 활성은 23.7% 유의하게 감소한 것으로 나타났습니다. 아플라톡신을 만성적으로 투여하면 단백질 카르보닐의 활성도 변화하여 90일 후 최대 2배까지 증가합니다. 또한 조직 병리학적 및 면역 조직 화학적 결과에서 AFB1에 대한 반응으로 높은 아교 섬유 산성 단백질 면역 염색에 의한 시간 관련 혈관 확장, 괴사 및 성상 세포 신경교 증이 확인되었습니다. 이러한 결과는 AFB1에 장기간 노출되면 신경 퇴화, 특히 알츠하이머병과 관련하여 기간 의존적인 방식으로 여러 가지 병리 생리학적 상황이 발생한다는 것을 유추할 수 있습니다.
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