Adult Rat Liver After Subchronic Acrylamide Treatment: Histological, Stereological and Biochemical Study

SUMMARY: Acrylamide (AA) is a widely used chemical and an important monomer in various industrial and laboratory processes. In addition, AA is formed during processing of starchy food at high temperature. The aim of our study was to examine effects of subchronic AA treatment on adult rat liver using histological, stereological and biochemical methods. Adult male Wistar rats were treated with AA at doses of 25 mg/kg b.w. and 50 mg/kg b.w. for three weeks. Stereological analysis showed decrease of volume density of hepatocyte cytoplasm, and increase of volume density of hepatocyte nuclei and nucleocytoplasmic ratio in AA50mg group. Immunohistochemical analysis of the liver sections showed that treatment with AA50mg increase the percentage of PCNA positive cells, while the percentage of caspase 3 positive cells was not affected by AA. PAS-staining showed that glycogen content in hepatocytes was not affected by AA. Serological examination revealed increase of lipid peroxidation in AA50mg group, while total protein concentration, protein thiol group level, as well as, paraoxonase 1 activity were not changed in AA-exposed animals. Stereological and immunohistochemical analyses of adult liver sections suggest increase of proliferation in AA50mg group, while increase of lipid peroxidation in serum of AA50mg group indicates oxidative stress induction.

La acrilamida (AA) es un químico ampliamente utilizado y un monómero importante en varios procesos industriales y de laboratorio. Además, la AA se forma durante el procesamiento de alimentos ricos en almidón a altas temperaturas. El objetivo de nuestro estudio fue examinar los efectos del tratamiento con AA subcrónica en el hígado de rata adulta utilizando métodos histológicos, estereológicos y bioquímicos. Se trataron ratas Wistar macho adultas con AA a dosis de 25 mg/kg p.v. y 50 mg/kg de peso corporal por tres semanas. El análisis estereológico mostró una disminución de la densidad del volumen del citoplasma de los hepatocitos y un aumento de la densidad del volumen de los núcleos de los hepatocitos y la relación nucleocitoplasmática en el grupo de 50 mg de AA. El análisis inmunohistoquímico de las secciones de hígado mostró que el tratamiento con 50 mg de AA aumentó el porcentaje de células positivas para PCNA, mientras que el porcentaje de células positivas para caspasa 3 no se vio afectado por AA. La tinción con PAS mostró que el contenido de glucógeno en los hepatocitos no se vio afectado por AA. El examen serológico reveló un aumento de la peroxidación de lípidos en el grupo de 50 mg de AA, mientras que la concentración de proteína total, el nivel del grupo tiol de proteína y la actividad de paraoxonasa 1 no cambiaron en los animales expuestos a AA. Los análisis estereológicos e inmunohistoquímicos de secciones de hígado adulto sugieren un aumento de la proliferación en el grupo AA50 mg, mientras que el aumento de la peroxidación lipídica en suero del grupo AA50 mg indica inducción de estrés oxidativo.

Effects of acute oral exposure to acrylamide on histological structures of the stomach in Wistar rats / Efectos de la exposición oral aguda a la acrilamida sobre las estructuras histológicas del estómago en ratas Wistar

SUMMARY: Acrylamide is a toxic chemical substance with wide implementation in chemical industry. In 2002 the presence of acrylamide was discovered in foods rich in starch which are prepared at high temperatures. The aim of this study was to investigate the histopathological changes in the gastric tissue in Wistar rats induced with injection of oral acrylamide. The research was carried out 6 groups of 5 animals (Wistar rats), two control groups and four experimental groups. Histological changes in the stomach tissue of Wistar rats are seen as a direct slight damage of the surface epithelium, accompanynig inflammatory reaction and renewal of the epithelium. Examined inflammatory and degenerative parameters show a positive correlation with respect to dose and time of exposition to acrylamide. Knowing the mechanism of action of these toxic substances, allows to apply adequate prevention in nutrition and make an appropriate choice of therapeutic methods.

RESUMEN: La acrilamida es una sustancia química tóxica con amplia aplicación en la industria química. En el año 2002 se determinó la presencia de acrilamida en alimentos ricos en almidón preparados a altas temperaturas. El objetivo de este estudio fue investigar los cambios histopatológicos en el tejido gástrico en ratas Wistar inducidos con inyección de acrilamida oral. La investigación se llevó a cabo en 6 grupos de 5 animales, dos grupos control y cuatro grupos experimentales. Los cambios histológicos en el tejido del estómago de las ratas Wistar se ven como un ligero daño directo del epitelio superficial, que acompaña a la reacción inflamatoria y la renovación del epitelio. Los parámetros inflamatorios y degenerativos examinados muestran una correlación positiva con respecto a la dosis y el tiempo de exposición a la acrilamida. El conocimiento del mecanismo de acción de estas sustancias tóxicas permite aplicar una prevención adecuada en nutrición y hacer una elección oportuna de los métodos terapéuticos.

Efecto de Spirulina platensis en la neuropatía axonal inducida por acrilamida en ratones / Effect of Spirulina platensis on acrylamide-induced axonal neuropathy in mice

INTRODUCCIÓN: Spirulina platensis es una microalga verde-azul de alto valor nutricional, la cual ha sido empleada como suplemento dietético. Varios de sus constituyentes ayudan al mantenimiento de la estructura y función de los tejidos nerviosos. OBJETIVO: determinar el efecto de esta microalga en un modelo de neuropatía axonal inducida por acrilamida, en ratones. MÉTODOS: el modelo consistió en la administración diaria de 70 mg/kg de acrilamida, por vía subcutánea, durante 3 semanas consecutivas; con la estimación del efecto neurotóxico de este compuesto mediante el registro, en los músculos de la pierna, del potencial de acción muscular compuesto, durante la estimulación supramáxima del nervio ciático. Después de finalizar las inyecciones de acrilamida, S. platensis se administró por vía oral, en dosis de 400 mg/kg, durante 5 semanas. RESULTADOS: al concluir la administración de acrilamida los animales presentaron una disminución estadísticamente significativa de los potenciales, acompañada de signos motores de neuropatía. La administración de S. platensis acortó el período recuperativo, lo que se evidenció por un restablecimiento más rápido del valor de los potenciales, así como por una disminución progresiva de la proporción de animales afectados. CONCLUSIONES: los resultados demuestran un efecto beneficioso de S. platensis en la neuropatía axonal inducida por acrilamida.

INTRODUCTION: Spirulina platensis is a green-blue microalga of a high nutritional value, which has been used as dietary supplement. Some of its constituents help in maintenance of structure and function of nerve tissues. OBJECTIVE: to determine the effect of this microalga on a model of acrylamide-induced axonal neuropathy in mice. METHODS: model included daily administration of 70 mg/kg of acrylamide (subcutaneous route) during 3 consecutive weeks; with estimation of neurotoxic effect of this compound by means of registry, in leg muscles, of composed muscular action potential, during supramaximal stimulation of sciatic nerve. After injections of acrylamide, S. platensis was administered per os, in doses of 400 mg/kg during 5 weeks. RESULTS: at the end of acrylamide administration animals showed a significance decrease of potentials, accompanied by the motor signs of neuropathy. Administration of S. platensis shortens recovery period, evidenced by a quicker restoration of potential values, as well as by a progressive decrease of affected animals' ratio. CONCLUSIONS: findings showed a beneficial effect of S. platensis on acrylamide-induced axonal neuropathy.