9 Toxicita

Menadion podporuje jaterní biosyntézu faktorů krevní srážlivosti. Karcinogenní potenciál menadionu byl stanoven metodou DC polarografie v přísně bezvodém N,N-dimethylformamidu (DMF) v přítomnosti kyseliny alfa-lipoové. Tvorba superoxidového aniontu byla měřena po inkubaci mikrosomů potkaních plic, jater a ledvin s menadionem. Genotoxický potenciál menadionu byl zkoumán pomocí testu neplánované syntézy DNA (UDS) a testu alkalické eluce. Parametr potenciální karcinogenity menadionu vůči alfě byl 0,0025, což ukazuje, že menadion nemá karcinogenní aktivitu. Při inkubaci menadionu s mikrosomy vznikal superoxidový aniont v závislosti na koncentraci a čase. V savčích buňkách (A 549) použitých pro alkalickou eluci a UDS testy byl menadion cytotoxický při koncentracích nad 20 nmol/ml. Použití směsi frakcí S9 (metabolická aktivace) snížilo cytotoxicitu menadionu. V koncentračním rozmezí nad 20 nmol/ml byl menadion genotoxický v testu UDS bez metabolické aktivace. V přítomnosti metabolické aktivace bylo poškození a oprava DNA vyvolané menadionem výrazně sníženo. Ošetření plicních buněk A 549 4-nitrochinolin-N-oxidem (NQO) způsobilo významnou tvorbu jednořetězcových zlomů DNA jak v nepřítomnosti, tak v přítomnosti metabolické aktivace. Ošetření plicních buněk A 549 menadionem způsobilo tvorbu jednořetězcových zlomů DNA v nepřítomnosti směsi S9. V přítomnosti metabolické aktivace menadion nezpůsobil žádnou významnou tvorbu řetězových zlomů DNA. Menadionem indukovaná oprava DNA v buňkách A 549 byla závislá na koncentraci, čase a teplotě. Měření syntézy neplánované DNA (UDS) (oprava) po ošetření NQO a menadionem přineslo silné reakce UDS v nepřítomnosti směsi S9. Souhrnně výsledky těchto studií naznačují mutagenní potenciál NQO a menadionu. Tyto výsledky naznačují, že menadion prochází redoxním cyklem s tvorbou reaktivních forem kyslíku, které způsobují poškození a opravu DNA, aniž by měl karcinogenní potenciál .

Oxidační stres byl zahrnut jako mechanismus pro různé formy poškození jater. Ačkoli reaktivní formy kyslíku (ROS) mohou poškozovat buněčné makromolekuly přímo, oxidanty indukovaná buněčná smrt může být důsledkem redoxních účinků na signální transdukční dráhy. Pro pochopení mechanismů smrti hepatocytů v důsledku oxidačního stresu byly stanoveny funkce mitogenem aktivovaných proteinkináz (MAPK) během oxidanty indukovaného poškození hepatocytů menadionem. V buněčné linii potkaních hepatocytů RALA255-10G byly stanoveny nízké, netoxické a vysoce toxické koncentrace generátoru superoxidu menadionu. Smrt způsobená menadionem byla blokována katalázou a ebselenem, což naznačuje, že smrt byla sekundární v důsledku tvorby oxidantů, a nikoliv arylace. Ošetření netoxickou koncentrací menadionu vedlo ke krátké aktivaci kinázy regulované extracelulárním signálem (ERK) a c-Jun N-terminální kinázy (JNK). Naproti tomu ošetření toxickou koncentrací menadionu vyvolalo prodlouženou aktivaci ERK i JNK. Chemická inhibice funkce ERK senzibilizovala hepatocyty RALA ke smrti z dříve netoxických koncentrací menadionu ve spojení s trvalou aktivací JNK. Adenovirová exprese dominantně negativního proteinu pro c-Jun, což je následný substrát pro JNK, zablokovala smrt způsobenou menadionem. Proapoptotický účinek c-Jun nebyl zprostředkován cestou mitochondriální smrti. Závěrem lze říci, že odolnost hepatocytů RALA vůči oxidační smrti způsobené menadionem je závislá na ERK, zatímco buněčná smrt je zprostředkována aktivací AP-1. Tato zjištění identifikují signální dráhy, které mohou být terapeutickými cíli v prevenci nebo léčbě oxidanty indukovaného poškození jater .

Menadionem katalyzovaná produkce H2O2 životaschopnými buňkami byla úměrná počtu životaschopných buněk a test této H2O2produkce byl použit pro test cytotoxicity 17 látek, které byly použity pro mezinárodní validaci postupu fixní dávky jako alternativy ke klasickému testu LD(50). Cytotoxicita testovaných látek byla sledována 4 hodiny po inkubaci s živočišnými buňkami a životaschopnost byla stanovena za 10 minut podle testu produkce H2O2 katalyzovaného menadiony. IC(50) každé látky potřebné pro 50% inhibici menadionem katalyzované H2O2produkce byla podobná u buněk HepG2, HuH-6KK, HUVE, Vero, Intestine 407, NIH/3T3 a Neuro-2a. Dvanáct látek, tři látky a dvě látky vykazovaly rozdíl ve velikosti jednoho, dvou a tří řádů mezi LD(50) a IC(50). Tyto výsledky ukazují, že menadionem katalyzovaný test produkce H2O2 je užitečný pro rychlou detekci toxických sloučenin, které mají základní cytotoxicitu společnou pro různé buňky, ale není vhodný pro detekci orgánově specifických toxických sloučenin .

Zvýšení intracelulárního Ca2+ v různých tkáních prostřednictvím oxidačního stresu vyvolaného menadionem bylo dobře zdokumentováno. Zvýšení hladiny Ca2 + v krevních destičkách vede k jejich agregaci. Abychom ověřili hypotézu, že zvýšení Ca2 + vyvolané menadionem může hrát roli v agregaci trombocytů, studovali jsme vliv menadionu na agregaci trombocytů izolovaných ze samic potkanů. Ukázalo se, že působení menadionu na PRP, která se ukázala být adekvátním systémem, vyvolává v závislosti na dávce změny zákalu trombocytů až o 60 % .

.