Caractéristiques de la réponse aux dépressions subchroniques

Sep 19, 2023

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 11890 (2023) Citer cet article

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Le cuivre est un oligoélément essentiel pour la santé humaine et, en même temps, un métal industriel majeur largement utilisé aussi bien sous sa forme élémentaire que dans ses composés. Nous avons effectué une évaluation dose-dépendante de la réponse de rats mâles albinos non consanguins à une exposition subchronique à faible dose à des nanoparticules d'oxyde de cuivre administrées par voie intrapéritonéale à des doses cumulées de 18 et 36 mg/kg pendant 6 semaines aux groupes d'exposition 1 et 2, respectivement. Nous avons observé des troubles à différents niveaux d’organisation du corps chez les animaux exposés, du moléculaire à l’organisme. La diminution observée de l'activité de la succinate déshydrogénase dans les cellules sanguines nucléées témoigne d'une altération des processus bioénergétiques. Au vu des résultats de l’analyse métabolomique, nous supposons des dommages mitochondriaux et une contribution des processus apoptotiques à la pathologie induite par l’empoisonnement au cuivre. Nous supposons également des effets neurodégénératifs sur la base des paramètres morphologiques évalués du système nerveux, des résultats de tests comportementaux et d'une diminution du niveau d'expression des gènes codant pour les sous-unités du récepteur NMDA dans l'hippocampe. L'effet hépatotoxique observé par un certain nombre d'indicateurs métabolomiques, biochimiques et cytologiques s'est manifesté par une altération de la fonction de synthèse des protéines du foie et une augmentation des processus dégénératifs dans ses cellules. Nous avons également observé un effet néphrotoxique de l'oxyde de cuivre nanométrique avec une lésion prédominante des tubules rénaux proximaux. Dans le même temps, les deux doses testées ont démontré des effets positifs sur la santé, comme une diminution statistiquement significative de l'activité de la phosphatase alcaline et du facteur de fragmentation de l'ADN des cellules sanguines nucléées. À en juger par les changements observés, la dose cumulée de nanoparticules d'oxyde de cuivre de 18 mg/kg de poids corporel administrée par voie intrapéritonéale se rapproche de celle du seuil pour les rats. Les marqueurs établis des troubles de la santé peuvent servir de point de départ au développement de techniques de diagnostic précoce de l’intoxication au cuivre.

Le cuivre est un oligoélément essentiel1. Dans le même temps, la littérature scientifique contient une multitude d’informations sur les mécanismes possibles de ses effets néfastes sur les micro-organismes2,3, les animaux à sang chaud4 et les cellules humaines5. Les nanoparticules de cuivre démontrent également leurs caractéristiques toxiques, déjà prouvées par de nombreuses expériences in vitro sur des cellules humaines6,7,8 et des animaux9, et dans des études in vivo sur des animaux à sang chaud, comme les souris10 et les rats11,12,13. Il a été démontré que les nanoparticules de cuivre ont un effet toxique plus prononcé que ses microparticules14.

Anreddy (2018) a rapporté que les nanoparticules d'oxyde de cuivre (CuO NP) administrées à des rats Wistar à des doses de 5 et 50 mg/kg de poids corporel par jour pendant 14 jours provoquaient des altérations significatives, dépendantes de la dose, des activités des enzymes antioxydantes. Les résultats ont clairement montré une « diminution statistique de l’activité du glutathion, de la catalase et de la superoxyde dismutase, tandis que les niveaux de produits de peroxydation lipidique ont augmenté ». L'auteur a conclu que l'exposition orale aux NP de CuO provoquait une toxicité hépatique importante, probablement attribuée au stress oxydatif15. Abdelazeim et al (2020) ont observé « une élévation significative des enzymes hépatiques, une altération de l’équilibre oxydant-antioxydant et une élévation du marqueur inflammatoire hépatique » après l’administration pendant 2 semaines d’une dose orale quotidienne de nanoparticules de CuO de 100 mg/kg à des rats16. L'exposition orale aux NP de CuO pendant cinq jours consécutifs à des doses de 32, 64 et 512 mg/kg de poids corporel par jour «… a induit des changements dans les paramètres hématologiques, ainsi que dans les marqueurs de chimie clinique.» En outre, «…des altérations histopathologiques ont été observées dans la moelle osseuse, l'estomac et le foie, consistant principalement en une réponse inflammatoire, une ulcération et une dégénérescence»17. L'exposition intrapéritonéale subchronique de rats à des NP de CuO à une dose de 10 mg/kg de poids corporel a modifié « de nombreux indices fonctionnels et biochimiques de l'état de l'organisme, ainsi que des modifications pathologiques du foie, de la rate, des reins et du cerveau » et une augmentation de le facteur de fragmentation de l’ADN12. À l’aide de méthodes histopathologiques et immunohistochimiques, Ghonimi et al (2022) ont révélé des modifications dégénératives au niveau du foie et des reins allant jusqu’à « une nécrose sévère des hépatocytes avec désorganisation complète des rayons hépatiques » suite à une injection intrapéritonéale de NP de CuO à des doses de 5, 10 et 25 mg. /kg de poids corporel/jour pendant 9 jours18.