تاريخ النشر

2011

نوع المقالة

رسالة ماجستير

عنوان الرسالة

كلية العلوم - جامغة طرابلس

المؤلفـ(ون)

سمية مصطفي اللموشي

ملخص

يعتبر كلوريد الكادميوم Cadmium chloride مادة كيميائية هامة من المعادن الثقيلة ذات انتشار واسع التي تهدد البيئة وتسبب تسمما عند تراكمه داخل جسم الكائنات الحية مما يسبب تلوثا للبيئة وقلقا عالميا. تكمن أهمية هذه الدراسة (سلسة من التجارب المعملية) في معرفة واكتشاف مدي التأثير الوراثي الخلوي والتشوهات الذي يسببها كلوريد الكادميوم بعد حقنه في فئران التجارب المعملية البيضاء (Swiss albino mice). جهزت مجموعات من فئران التجارب أعمارها تتراوح بين 8-12 أسبوعا و قسمت إلي مجموعات و حقنت داخل الصفاق (cavity Intraperitoneal) بجرعات مختلفة من كلوريد الكادميوم (1, 3, 5 مليجرام ̷ كجم) مذاب في محلول ملحى من وزن الحيوانات علي التوالي, أما مجموعة السيطرة (Control) فعولجت بمحلول ملحي فقط. بعد انتهاء فترة المعالجة, قتلت الحيوانات بخلع الفقرات العنقية. و أستخلص نخاع العظم وأخذت منها مسحات حوالي 2000 كريه دم حمراء متعددة الكروماتينPolychromatic erythrocyte حللت إحصائيا باستعمال اختبار (t- test). أثبتت هذه الدراسة أن تكرار النويات في خلايا متعددة الكروماتينMicronuclei in polychromatic في خلايا الحيوانات المعالجة أظهرت زيادة عند مقارنتنا بقيم مجموعة السيطرة. كانت نسبة (%) تكرار Micronuclei in polychromatic erythrocytes 0.46 ,0,68 و0.97 للجرعات1, 3, 5 مليجرام ̷ كجم وزن الجسم من كلوريد الكادميوم علي التوالي. بينما كانت النسبة في حيوانات السيطرة (0.25) حيث كانت الزيادة في تكرار النويات في خلايا طبيعية الكروماتين Micronuclei in normochromatic cells بنسبة 0.12 في مجموعة السيطرة و وصلت الزيادة إلي 22.0, 33.0 و0.45 في الحيوانات المعالجة بالجرعات 1, 3, 5, مليجرام ̷ كجم كلوريد الكادميوم على التوالي و تبين أن هذا المركب سبب زيادة طردية مع زيادة الجرعة وكان الاختلاف إحصائي معنويا (p˂0.01). أثبتت سلسلة التجارب التي أجريت لتقييم الاضطراب الوراثي الخلوي لكلوريد الكادميوم في الخلايا الجرثومية في ذكور الفئران السويسرية البيضاء (Swiss albino mice) بعد حقنها بجرعات مختلفة داخل الغشاء الصفاقى ب(Intraperitoneal cavity) 1, 3 و 5 مليجرام ̷ كجم من وزن الجسم. أوضحت هذه التجارب بان المادة سببت اضطرابا صبغيا في الخلايا الجرثومية في مرحلة diakinesisنتج عنها شذوذ صبغي (autosomal univalent) مثل ,aneuploids ,sex-chromosomal univalent polyploidy وtranslocations. أوضحت هذه الدراسة بان الخلايا الجرثومية حساسة جدا لكلوريد الكادميوم مما سبب في قتل عدد من الخلايا و انخفاض واضح في عددSpermatocytes عند الجرعات 1, 3 مليجرام ̷ كجم و لوحظ قتل كامل لهذه الخلايا عند الجرعة 5 مليجرام ̷ كجم. كشفت هذه النتائج بأن التأثير الأساسي لكلوريد الكادميوم على مادة (zinc) المستعملة من قبل خلايا (spermatogonia) بالإضافة إلي تثبيط تخليق المادة الوراثية (DNA) في خلاياspermatogonia.درس التأثير الوراثي الخلوي لكلوريد الكادميوم على نخاع عظم الفئران المعالجة والمراقبة. لكل تركيز تم دراسة حوالي 200 خلية في الطور الاستوائي (metaphase) لمعرفة أنواع الشذوذ الصبغى مثل chromatids,,gaps breaksوcentric fragments. فالجرعة العالية لكلوريد الكادميوم (5 مليجرام ̷ كجم) سببت اضطرابا في التركيب البنائي لصبغي, الكروماتيد أو كسر في الصبغى و تبادل . وتشير الدراسة أن الاختلاف في حدوث التأثير الوراثي الخلوي لكلوريد الكادميوم للحيوانات المعالجة و السيطرة كانت معنوية (p

Abstract

Cadmium chloride is a heavy metal and a significant environmental threat owing to its toxicity and ability to accumulate in living organisms. Cadmium chloride is commonly recorded as a pollutant of worldwide concern. In the present investigation series of experiments were conducted to evaluate the mutagenic potential of CdCl2 and its teratogenic effects in invivo mice using various cytogenetic procedures. Swiss albino strain mice aged 8-12 weeks old were treated with different doses of CdCl2 dissolved in saline . Control animals were treated with saline solution only. The animals were sacrificed by cervical dislocation. The bone marrow smears were prepared according to the procedure adapted. About 2000 polychromatic erythrocytes of the control and treated animals were statistically analysed using students ́ t ̀ - test. The frequency of micronucleic in polychromatic cells in CdCl2 treated animals was showed an high when compared to control. The percentage (%) of micronuclei in polychromatic erythrocytes was 0.46, 0.68 and 0.97 in 1, 3 and5 mg / Kg CdCl2 treated animals respectively as against 0.25 in control animals. There was also an increase in the frequency of micronuclei in normochromatic cells, it was 0.12 in control and it was to 0.22, 0.33 and 0.45 at 1, 3, 5 mg / Kg CdCl 2 treated animals. The differences in micronuclei between the control and treated animals were found to be statistically significant ( p ˂ 0.01).In the present investigation a series of experiments were conducted to evaluate the cytogenetic damage induced by cadmium chloride in germ cells of male swiss albino mice aged 8- 12 weeks old. The animals were injected intraperitoneally with different doses of CdCl2 (1, 3, 5 mg / Kg b. w). The chromosomal damage in the germ cells at metaphase stage was screened for the presence of various chromosomal aberrations such as autosomal univalents, sex - chromosomal univalents, aneuploids, polyploids, and translocations. The results revealed the germ cells of male mice spermatogenesis is highly sensitive to cadmium chloride, it cause killing of parts the germ cells lines and resulted in a pronounced reduction in the number of spermatocyte at dose levels and complete destruction of these cells with the highest tested dose of 5 mg / Kg CdCl2 body weight. This study revealed that the primary action of CdCl2 seems to be an effect on Zinc utilization by spermatogenic cells as well as an inhibition of DNA synthesis by spermatogonia cells.The cytogenetic effects of Cadmium chloride were studied in mouse bone marrow of treated and control animals. For each concentration 200 well spread metaphases were tested for the incidence of various types of chromosomal aberrations, such as chromatid gaps, breaks and a centric fragments. The higher dose of CdCl2 resulted in an increase as induction of structural aberration, as chromatid or chromosome break and exchanges. The the data indicated an increase as chromosome aberration with increasing dose levels of CdCl2 of The difference for the incidence of total chromosomal aberrations between control and CdCl2 treated mice were found to be statistically significant (p ˂ 0.001). Thus, the chromosomal aberrations observed in this study indicated the toxipotential of cadmium chloride. These findings indicated that the aberration is cell cycle dependent.In this study various doses of CdCl2 were used to investigate the incidence of sister chromatid exchanges (SCES). The dose 1 mg / Kg CdCl2 body weight had no effect on SCES compared with control animals. The mean frequency of SCES reached 7.44 ± 3.60 per cell after treatment with highest tested dose ( 5 mg / Kg) compared with 3.32 ± 1.98 per cell for the control. The dose levels (3, 5 mg / Kg b.w), were found to be statistically significant. This study indicates that cadmium chloride entrances the genotoxicity of mutagen and inhibits DNA repair processes. The studies of cadmium chloride in blood of treated mice with 1, 3, 5 mg / Kg body weigh induced a dose dependent increase. The estimated amount of cadmium chloride in blood of treated mice with 1 mg / Kg b.w was (-0.687 ppm) compared with control animals (-1.382 ppm). At doses 3 and 5 mg / Kg the amount of cadmium chloride in blood showed significant increase (1.854 ppm) and (16.323 ppm) respectively as compared with control. The results revealed that the element (CdCl2) passed through the placenta and affected the nerve cells, optic vesicles then caused excencephaly, anaphthalmia and atrophied fore limb.In teratogenic study, the experiments were conducted on 20 pregnant females Swiss albino mice. The females were divided into 4 groups. Three of which were injected I.P. with 1, 3 and 5 mg / Kg b.w CdCl2 from gestational day 8-10. Control group received only saline solution. The control group showed no indication of abnormalities of embryos. Maternal treatment with cadmium chloride at the dose level 1 mg / Kg body weight showed no sign of abnormality at any part of the body of the embryos. Treatment cause a dose of 3 mg / Kg body weight showed abnormal and dead embryos. The defects in embryos were noted as an increase in atrophied embryos in utero (16 %) and decreased body weight. With regard to the transport of cadmium chloride through the placenta, it is postulated that CdCl2 acts on the developing embryonic organs and prevents normal developing of embryos.