Free Radicals and Antioxidants “Oxidative Stress”
in Cadmium Exposure Workers
SMA. Shariat Zadeh, Ph.D.1, AA. Maleki Rad, M.Sc.2✚
1. Biology Department, Arak University
2. Biology Department, Shazand Payame Noor University
✚ Corresponding Address: P.O.Box: 38615-154, Biology Department, Shazand Payame Noor University, Shazand, Iran
Email: AK_malekirad@yahoo.com Abstract
Received: 25/Jun/2007, Accepted: 6/Oct/2007
Oxidative stress arises when there is a marked imbalance between the production and removal of reactive oxygen species that may lead to several diseases. Cad-mium is an environmental and industrial pollutant that results in formation of free radicals. The aim of this study was to determine the oxidative stress status in cad-mium exposure workers.
This is a cross-sectional study of 36 people of cadmium exposure workers with two years employment records who were randomly selected as the case group and 36 other people who were selected with matched age and gender as the control group. Both groups were compared for the different parameters of oxidative stress.
The mean and standard deviation (mean SD) of the total antioxidant capacity of se-rum was 2.9+0.9 in case group and 2.4+1.2 in control group (p=0.003). The rate of lipid peroxidation was 7.2+3.4 in case group and 9.3+3.6 in control group (p=0.015). The rate of total thiol group was 34+243 in case group and 0.246+0.114 in control group (p=0.004).
The results of the study indicated that following exposure to cadmium, their TAC and thiol group antioxidants markedly enhanced to retaliate the influence of excessive reactive oxygen radicals. This decreased lipid peroxidation.
Keywords: Oxidative Stress, Antioxidant, Cadmium, Free Radicals
Yakhteh Medical Journal, Vol 9, No 4, Winter 2008 276
276
Short Communication
دارفا رد )ويتاديسكا سرتسا( اه ناديسكا يتنآ و دازآ ياه لاكيدار يسررب
مويمداك اب هتفاي ههجاوم
✚2M.Sc. دار يكلم ربكا يلع ،1Ph.D. هداز تعيرش يلعدمحمديس یسانش تسیز هورگ ،كارا هاگشناد .1
یسانش تسیز هورگ ،دنزاش رون مايپ هاگشناد .2
ناریا ،دنزاش ،دنزاش رون مايپ هاگشناد ،38615-154 :يتسپ قودنص ،كارا :هبتاکم سردآ ✚ Email: AK_malekirad@yahoo.com :كينورتکلا تسپ
هدیکچ
86/7/14 :هلاقم شريذپ ،86/4/4 :هلاقم تفايرد
دناوت يم هك دوش يم داجيا ويتاديسكا سرتسا ديآ يم شيپ نژيسكا لاعف هنوگ فذح و ديلوت نيب لداعت مدع هك ينامز .دوش دازآ ياه لاكيدار ديلوت ثعاب دناوت يم هك تسا يطيحم و يتعنص هدنياآ ،مويمداك .دشاب فلتخم ياه يراميب لماع .دوب مويمداك اب هتفاي ههجاوم نانكراك ويتاديسكا سرتسا تيعضو نييعت هعلاطم نيا زا فده يراكشوج شخب رد لاس 2 لقادح هك لغاش دارفا رفن 36 دادعت نآ رد و تسا يليلحت ـ يعطقم هعلاطم كي شهوژپ نيا نس ،سنج رظن زا دهاش هورگ اب و باختنا دروم هورگ ناونع هب يفداصت روط هب دنا هدوب راك هب لوغشم مويمداك اب يتعنص .دندش هسياقم ويتاديسكا سرتسا ياهرتماراپ رظن زا و دندش يزاس ناسمه رد لوموركيم 2/4±1/2 لرتنك هورگ و 2/9±0/9 دروم هورگ مرس مات يناديسكا يتنآ تيفرظ رايعم فارحنا و نيگنايم
لومونان 9/3±3/6لرتنك هورگ رد و 7/2±3/4 دروم هورگ رد مرس يديپيل نويساديسكارپ نازيم و )p=0/003( دوب رتيل يليم
0/246±0/114 لرتنك هورگ رد 0/34±0/243 دروم هورگ رد مرس لويت ياه هورگ نازيم نينچمه .)p=0/015( دوب رتيل يليم رد
.)p=0/004( دوب لوم يليم
روط هب لويت مات ياه هورگ و يناديسكا يتنآ تيفرظ نازيم ،مويمداك اب نمزم ههجاوم لابند هب داد ناشن هعلاطم جياتن هب رجنم شيازفا نيا و دباي يم شيازفا يفاضا هدش ديلوت ريذپ شنكاو نژيسكا ياه لاكيدار رثا اب شنكاو تهج يراد ينعم .دوش يم يديپيل نويساديسكارپ شهاك
دازآ ياه لاكيدار ،مويمداك ،ناديسكا يتنآ ،ويتاديسكا سرتسا:ناگژاو ديلك
دوجو يتعنص ياه هدنياآ رد يفلتخم ياه تروص هب مويمداك ياه يراكشوج رد .دوش يم بوسحم كانرطخ و يمس داوم زا و دراد يشان اي هدش ديلوت تاراخب دوش يم هدافتسا زلف نيا زا هك يتعنص ويتاديسكا سرتسا و دازآ ياه لاكيدار ديلوت شيازفا هب رجنم نآ زا .)1( دوش يم )-SH( ليرديفلوس ياه هورگ هب ااب ليامت تلع هب مويمداك
دوش يم روفلوس يواح ياه ناديسكا يتنآ ندش لاعفريغ ثعاب سرتسا شيازفا هب رجنم يناديسكا يتنآ عافد متسيس شهاك اب و و يدبك يتيسيسكوت ياقلا ثعاب قيرط نيا زا و دوش يم ويتاديسكا ويتاديسكا سرتسا ياهرتماراپ هعلاطم نيا رد اذل .)2( دوش يم يويلك نيا ويتاديسكا سرتسا نازيم ندوب ااب تروص رد .دندش يسررب ،تسا اه يراميب يضعب يارب درف ندوب دعتسم رگ ناشن هك نانكراك يياذغ ميژر تياعر و يناديسكا يتنآ متسيس تيوقت هار زا ناوت يم زا مويمداك يطيحم ياه هدنياآ زا زيهرپ و ناديسكا يتنآ يواح .درك يريگشيپ نآ زا يشان تارطخ ساسا رب نآ رد هك تسا يليلحت يعطقم عون زا هعلاطم نيا يراكشوج اب هك تعنص رد لغاش دارفا زا رفن 36 ،هيلوا هعلاطم رب و دنا هدوب راك هب لوغشم لاس 2 لقادح تدم هب مويمداك عون يسررب ،دنا هتشاد نس لاس 50 ات 21 كيفارگومد تاعاطا ساسا و سنج ،نس ،دادعت رظن زا دروم هورگ اب زين لرتنك هورگ .دنا هدش 5 درف ره زا سپس .دندش يزاس ناسمه همانشسرپ ياه يگژيو رياس يزاسادج و ژوفيرتناس زا سپ و دش هتفرگ يگرهايس نوخ رتيل يليم
.دش يريگ هزادنا هورگ ود ره رد ويتاديسكا سرتسا ياهرتماراپ مرس كيئزنبورتين سيبويت يد 5 و 5 داوــم زا هعلاطم نــيا رد سيرتزاب )Dithionitrobenzoic acid: DTNB( ديسا
ديسا كيروتيبرابويت 2 ،)اكيرمآ امگيس تكرش زا هدش يراديرخ( هدش يراديرخ( لناتوب نا و )2-thiobarbituric acid: TBA)
نيزايرت ـ سا ـ ليديريپ يرت 6 و 4 و 2 ،)ناملآ كرم تكرش زا زا هدش يراديرخ( )2, 4, 6-tripyridyl-s-triazine: TPTZ(
يراديرخ( نايورپ يسكوتاارتت 3َ و 3 و 1َ و 1 ،)ايلاتيا اكولف تكرش زا نينچمه يسررب نيا رد .دش هدافتسا )شيرليآ تكرش زا هدش تخاس uv-visible و Jasco 7800 لدم( ،رتموتفورتكپسا هاگتسد
هدافتسا اه جوم لوط بذج يريگ هزادنا تهج )نپاژ وزداميش تكرش .ديدرگ
ويتاديسكا سرتسا ياهرتماراپ يريگ هزادنا ياه شور شور زا امساپ لويت ياــه هورــگ يــباــيزرا يارــب :Hu شور
ديسا كييوزنبورتين ويت يد 2و و 2( DTNB زا نآ Hu يرمتيرلاك
درز سكلپمك اه هورگ نيا اب DTNB .دش هدافتسا )Ellman فرعم
بذج مميزكام ياراد رتمونان 412 جوم لوط رد هك درك داجيا گنر .)3( تسا نيا :(Ferric Reducing Ability of Plasma: FRAP( شور
277
276-279 :تاحفص ،86 ناتسمز ،4 هرامش ،مهن لاس ،هتخاي یكشزپ همانلصف
هاتوک هلاقم
Yakhteh Medical Journal, Vol 9, No 4, Winter 2008 278
هب )كيرف( Fe+3 ياه نوي يايحا رد امساپ يياناوت ساسارب شور
سكلپمك و تسا راوتسا TPTZ مان هب يا هدام روضح رد )ورف( Fe+2
رتمونان 593 بذج مميزكام اب گنر يبآ سكلپمك Fe+2-TPTZ
تظلغ شيازفا اب امساپ اي مرس يگدننكايحا تردق نازيم هك تسا دش يم يريگ هزادنا رتموتفورتكپسا هاگتسد طسوت قوف سكلپمك .)4( هلمح رثا رد :(Thio Barbituric Acid: TBA) شور
MDA هلمج زا ينوگانوگ ياهديئدلآ ،اهديپيل هب دازآ ياه لاكيدار PH رد ديسا كيروتيبراب ويت اب هك دوش يم داجيا )ديئولآ يد نولام(
سكلپمك بذج مميزكام .دهد يم شنكاو ااب يامد و يديسا .)5( تسا رتمونان 532 رد لصاح گنر يتروص اب و SPSS11 رازفا مرن كمك اب قيقحت نيا فلتخم ياه هداد
رارق ليلحت و هيزجت دروم Man Withiny u و يت نومزآ زا هدافتسا
اه هورگ نيب سنايراو لامرن عيزوت نييعت يارب زين رشيف نومزآ .تفرگ
p و يسررب نوسريپ تست هليسو هب اه هورگ نيب طابترا و دش ماجنا
.دش هتفرگ رظن رد راد ينعم 0/05 زا رتمك
اب هتفاي ههجاوم دارفا رد ويتاديسكا سرتسا ياه صخاش :1 لودج لرتنك هورگ و مويمداك يطيحم هدنياآ
P-value لرتنك هورگ
n=36
دروم هورگ n=36
ويتاديسكا سرتسا صخاش
0/003 2/4±1/2 2/9±0/9 يناديسكا يتنآ تيفرظ
رد لوموركيم( امساپ مات )رتيل يليم 0/004 0/246±0/114 0/34±0/243 امساپ لويت ياه هورگ
)لوم يليم( 0/015 9/3±3/6 7/2±3/4 يديپيل نويساديسكارپ
)رتيل يليم رد لومونان(
يناديسكا يتنآ تيفرظ راد ينعم شيازفا رگنايب شهوژپ نيا جياتن دهاش هورگ اب هسياقم رد دروم هورگ مرس لويت ياه هورگ و مرس مات مويمداك يطيحم هدنياآ اب هتفاي ههجاوم دارفا رد رگيد ترابع هب .دوب .تسا هتفاي شيازفا يناديسكا يتنآ تيفرظ مويمداك اب هتفاي ههجاوم دنا هدرك شرازگ فلتخم تاعلاطم
.)7 ،6( دوش يم يناديسكا يتنآ ياه ميزنآ شيازفا ثعاب سرتسا شقن ناونع تحت يا هعلاطم رد ناراكمه و كتاپ و سوميت يفورتآ هدننكاقلا مويمداك رد سيزوتپوپآ و ويتاديسكا ثعاب مويمداك اب هتفاي ههجاوم هك دندرك شرازگ شوم دبك يگرزب .)8( دوش يم اه ناديسك يتنآ يشزاس شيازفا مويمداك .دراد يناوخ مه قوف تاعلاطم جياتن اب رضاح هعلاطم
شيازفا اامتحا .تــسا هدــش اه ناديسكا يتنآ شــيازــفا ثعاب و طيحم رد مويمداك دوجو زا لصاح دمايپ دناوت يم اه ناديسكا يتنآ ههجاوم لابند هب دازآ ياه لاكيدار ديلوت شيازفا اب هلباقم تهج يهار .دشاب مويمداك اب ثعاب مويمداك اب ههجاوم هك هدش شرازگ فلتخم تاعلاطم رد
.)10 ،9( دوش يم یناديسكا يتنآ یاه ميزنآ شيازفا يااب ليامت تلع هب مويمداك درك شرازگ يا هعلاطم رد نوتساه يواح ياه ناديسكا يتنآ و )-SH( ليرديفلوس ياه هورگ اب بيكرت
.)2( دوش يم يناديسكا يتنآ عافد متسيس شهاك ثعاب روفلوس دسر يم رظن هب .دراد ترياغم قوف تاعلاطم جياتن اب رضاح هعلاطم تمواقم دازآ ياه لاكيدار ديلوت ندوب ااب ،صوصخ نيا رد هك اه ناديسكا يتنآ شهاك ثعاب و دنكش يم مه رد ار يناديسكا يتنآ .دوش يم رد هك يدارفا رد يديپيل نويساديسكارپ نازيم رضاح هعلاطم رد يراد ينعم شهاك لرتنك هورگ هب تبسن دنتشاد رارق مويمداك ضرعم
.داد ناشن رب مرگ 3 قيرزت دندرك شرازگ یا هعلاطم رد ناراكمه و يراپ هتفه 3 تدم هب و زور رد شوم نزو بسح رب مويمداك مرگوليك
.)10( دنك يم داجيا يديپيل نويساديسكارپ رد يراد ينعم شيازفا نويساديسكارپ دندرك شرازگ یا هعلاطم رد ناراكمه و وباب شيازفا لرتنك هورگ اب هسياقم رد دارــفا نيا رد امساپ يديپيل
.)9( دباي يم يراد ينعم ههجاوم اامتحا .دراد ترياغم قوف تاعلاطم اب رضاح هعلاطم تسا هدش دازآ ياه لاكيدار ديلوت شيازفا ثعاب مويمداك اب نمزم ياه ناديسكا يتنآ نازيم شيازفا ثعاب نآ هب ندب يناربج خساپ و شهاك هب رجنم اه ناديسكا يتنآ شيازفا نيا ؛دوش يم مرس مات .تسا هدش يديپيل نويساديسكارپ دوش يم هيصوت اه ناديسكا يتنآ تيمها و قوف دراوم هب هجوت اب مويمداك ضرعم رد دوخ يلغش تيعضو رطاخ هب هك يدارفا مامت بيسآ شهاك تهج راك ينميا لماك لوصا تياعر نمض دنتسه تاج هويم زا يناديسكا يتنآ متسيس تيوقت و دازآ لاكيدار زا يشان .دننك هدافتسا لمكم ياه ناديسكا يتنآ و تاجيزبس و
ركشت و ريدقت
یشزومآ تنواعم و تسيز هورگ هناميمص یراكمهزا هليسونيدب صوصخ هب و كارا یوكپه هناخراك و كارا هاگشناد یشهوژپ و تياهن قيقحت نيا ماجنارد هك شنماسراپ سدنهم یاقآ بانج .دوشیم یناردق و ركشت دنا هتشاد ار یراكمه مويمداك و دازآ یاه لاكيدار یسررب
278
References
1. Yen-Hua H, Chwen-Ming S, Chang-Jen H, Chun-Mao L, Chih-Ming CH, Meng-Ling T, Tsang Pai L, Jen-Fu CH, Chien-Tsu CH. Effects of Cadmium on Structure and Enzymatic Activity of Cu, Zn-SOD and Oxidative Status in Neural Cells, Journal of Cellular Biochemistry, 2006; 98: 577-589
2. Houston Mc. The role of mercury and cadmium heavy metals in vascular disease, hypertension, coronary heart disease, and myocardial infarction. Altern Ther Health Med. 2007; 13(2): 128-133
3. Hu ML, Dillard CJ. plasma SH and GSH measurement. Meth Enzymaol. 1994; 233: 385-387
4. Iris F, Benzi F, Strain S. Ferric reducing antioxidant assay. Meth. Enzymol. 1999; 292: 15-27
5. Esterabeur H, Cheeseman K. Determination
of aldehyids lipid peroxidation products:
malondealdhyde and 4-hydroxyl nonenal. Meth Enzymol. 1990; 186: 407- 421
279 86 ناتسمز ،4 هرامش ،مهن لاس ،هتخاي یكشزپ همانلصف 279
داریكلم و هدازتعيرش
cadmium exposure triggers a biphasic oxidative stress response in mice kidneys. Toxicology, 2007; 10236(1-2): 29-41
7. Latinwo LM, Badisa VL, Ikediobi CO, Odewumi CO, Lambert AT, Badisa RB. Effect of cadmium- induced oxidative stress on antioxidative enzymes in mitochondria and cytoplasm of CRL- 1439 rat liver cells. Int J Mol Med. 2006; 18(3): 447-481 8. Pathak N, Khandelwal S. Role of oxidative stress and apoptosis in cadmium induced thymic atrophy and splenomegaly in mice. Toxicol Lett. 2007;
80169(2): 95-108
