Renal histological alterations induced by acute exposure of titanium dioxide nanoparticles / Alteraciones histológicas renales inducidas por la exposición aguda de nanopartículas de dióxido de titanio

ABSTRACT

SUMMARY: Titanium dioxide nanoparticles (TiO2 NPs) are widely used in many commercial products, nanomedicine, agriculture, personal care products, different industries and pharmaceutical preparations with potential risk in human health and the environment. The current work was conducted to investigate the renal damage that might be induced by the acute toxicity TiO2 NPs. A total of 40 healthy male adult Wistar albino rats (Rattus norvegicus) were exposed to TiO2 NPs (126, 252, 378 mg/kg bw) for 24 and 48 h. Fresh portions of the kidneys from each rat were processed for histological and histochemical alterations. In comparison with respective control rats, exposure to TiO2 NPs has marked the following glomerular, tubular and interstitial alterations including the followings glomerular congestion, Bowman's capsule swelling and dilatation, inflamed glomeruli, renal tubules cloudy swelling, karyorrhexis, karyolysis, infiltration of inflammatory cells, congestion, necrosis, hydropic degeneration, dilatation and congestion of blood vessels, hyaline droplets and hyaline casts precipitation, interstitial edema and fibrosis. From the findings of the current work one may conclude that TiO2 NPs are capable of inducing kidney damage with more insulation in the cortex and the proximal convoluted tubules than the medulla and the distal ones respectively. In addition, it might be concluded that renal damage induced by these nanomaterials is dose and duration of exposure dependent. Further hematological, biochemical, immunohistochemical, and ultra-structural studies are recommended.

RESUMEN

RESUMEN Las nanopartículas de dióxido de titanio (TiO2 NP) se usan ampliamente en muchos productos comerciales, nanomedicina, agricultura, productos para el cuidado personal, diferentes industrias y preparaciones farmacéuticas con riesgo potencial para la salud humana y el medio ambiente. El trabajo actual se realizó para investigar el daño renal que podría ser inducido por la toxicidad aguda NP de TiO2. Un total de 40 ratas Wistar albinas adultas sanas (Rattus norvegicus) fueron expuestas a TiO2 NP (126, 252, 378 mg / kg de peso corporal) durante 24 y 48 h. Las muestras de los riñones de las ratas se procesaron para estudios histológicos e histoquímicos. En comparación con las ratas control, la exposición de las ratas a TiO2 NP presentaron las siguientes alteraciones glomerulares, tubulares e intersticiales congestión glomerular, dilatación de la cápsula de Bowman, inflamación glomerular, túbulos renales aumentados, cariorrexis, cariólisis, infiltración de células inflamatorias, congestión, necrosis, degeneración hidrópica, dilatación y congestión de vasos sanguíneos, gotas y precipitaciones hialina, edema intersticial y fibrosis. A partir de los hallazgos del trabajo actual, se puede concluir que las NP de TiO 2 son capaces de inducir daño renal con más aislamiento en la corteza y en los túbulos contorneados proximales que en la médula y los túbulos contorneados distales, respectivamente. Además, se podría concluir que el daño renal inducido por estos nanomateriales depende de la dosis y la duración de la exposición. Se recomiendan estudios adicionales hematológicos, bioquímicos, inmunohistoquímicos y ultraestructurales.