9 Toxicitet

Menadion främjar den hepatiska biosyntesen av blodkoagulationsfaktorer. Menadions karcinogena potential bestämdes med en DC-polarografimetod i strikt vattenfri N,N-dimetylformamid (DMF) i närvaro av alfa-liponsyra. Bildandet av superoxidanjoner mättes efter inkubation av mikrosomer från lungor, lever och njurar av råttor med menadion. Menadions genotoxiska potential undersöktes med hjälp av UDS-analys (unscheduled DNA synthesis) och alkalisk eluering. Parametern för potentiell karcinogenicitet hos menadion i alfa var 0,0025, vilket tyder på att menadion inte har någon karcinogen aktivitet. Superoxidanjoner genererades på ett koncentrations- och tidsberoende sätt när menadion inkuberades med mikrosomer. I de däggdjursceller (A 549) som användes för alkalisk eluering och UDS-analyser var menadion cytotoxiskt vid koncentrationer över 20 nmol/mL. Användningen av S9 mix (metabolisk aktivering) fraktioner minskade menadions cytotoxicitet. I koncentrationsområdet över 20 nmol/mL var menadion genotoxiskt i UDS-testet utan metabolisk aktivering. I närvaro av metabolisk aktivering minskade menadioninducerad DNA-skada och reparation kraftigt. Behandling av A 549 lungceller med 4-nitrokinolin-N-oxid (NQO) orsakade betydande bildning av DNA-singelsträngsbrott både i frånvaro och närvaro av metabolisk aktivering. Behandling av A 549 lungceller med menadion orsakade bildning av DNA-singelsträngsbrott i avsaknad av S9-blandning. I närvaro av metabolisk aktivering orsakade menadion ingen signifikant bildning av DNA-strängbrott. Menadioninducerad DNA-reparation i A 549-celler var koncentrations-, tids- och temperaturberoende. Mätning av syntes (reparation) av oplanerat DNA (UDS) efter behandling med NQO och menadion gav starka UDS-svar i avsaknad av S9-blandning. Sammantaget tyder resultaten av dessa studier på att NQO och menadion har mutagen potential. Dessa resultat tyder på att menadion genomgår redoxcykling med bildning av reaktiva syrearter som orsakar DNA-skador och reparation utan att ha en cancerframkallande potential .

Oxidativ stress har involverats som en mekanism för en mängd olika former av leverskador. Även om reaktiva syrearter (ROS) kan skada cellulära makromolekyler direkt, kan oxidantinducerad celldöd bero på redoxeffekter på signaltransduktionsvägar. För att förstå mekanismerna för hepatocytdöd till följd av oxidativ stress fastställdes funktionerna hos de mitogenaktiverade proteinkinaserna (MAPK) under oxidantinducerad hepatocytskada från menadion. Låga, icke-toxiska och höga toxiska koncentrationer av superoxidgeneratorn menadion fastställdes i råtthepatocytcellinjen RALA255-10G. Dödsfallet efter menadion blockerades av katalas och ebselen, vilket tyder på att döden var sekundär till oxidantgenerering och inte arylering. Behandling med en icke-toxisk menadionkoncentration resulterade i en kort aktivering av extracellulärt signalreglerat kinas (ERK) och c-Jun N-terminalt kinas (JNK). Däremot ledde behandling med en toxisk menadionkoncentration till en långvarig aktivering av både ERK och JNK. Kemisk hämning av ERK-funktionen gjorde RALA-hepatocyter känsliga för död från tidigare icke-toxiska menadionkoncentrationer i samband med långvarig JNK-aktivering. Adenoviralt uttryck av ett dominant-negativt protein för c-Jun, ett nedströmssubstrat för JNK, blockerade död från menadion. Den proapoptotiska effekten av c-Jun förmedlades inte via den mitokondriella dödsvägen. Sammanfattningsvis är RALA-hepatocyternas motståndskraft mot oxidantinducerad död från menadion beroende av ERK, medan celldöd förmedlas av AP-1-aktivering. Dessa resultat identifierar signalvägar som kan vara terapeutiska mål vid förebyggande eller behandling av oxidantinducerad leverskada.

Menadion-katalyserad H2O2-produktion av livskraftiga celler var proportionell mot antalet livskraftiga celler, och analysen av denna H2O2-produktion tillämpades på cytotoxicitetstestet av 17 substanser som användes för internationell validering av förfarandet med fasta doser som ett alternativ till det klassiska LD(50)-testet. De testade ämnenas cytotoxicitet observerades 4 timmar efter inkubering med djurceller, och livsdugligheten bestämdes på 10 minuter med hjälp av menadionkatalytisk H2O2-produktionsanalys. IC(50) för varje substans som krävs för 50 % hämning av menadionkatalyserad H2O2-produktion var likartad bland HepG2-, HuH-6KK-, HUVE-, Vero-, Intestine 407-, NIH/3T3- och Neuro-2a-celler. Tolv substanser, tre substanser och två substanser uppvisade en skillnad på en, två och tre storleksordningar mellan LD(50) och IC(50). Dessa resultat visar att menadionkatalyserad H2O2produktionsanalys är användbar för snabb upptäckt av giftiga föreningar med basal cytotoxicitet som är gemensam för olika celler, men är olämplig för upptäckt av organspecifika giftiga föreningar .

Förhöjningen av intracellulärt Ca2 + i olika vävnader genom oxidativ stress som induceras av menadion har varit väldokumenterad. Ökning av Ca2 +-nivån i trombocyter resulterar i aggregering av trombocyter. För att testa hypotesen att menadioninducerade Ca2 +-förhöjningar kan spela en roll i en trombocytaggregation har vi studerat effekten av menadion på aggregering av trombocyter isolerade från honråttor. Behandling med menadion till PRP, som visade sig vara ett lämpligt system, verkade inducera dosberoende turbiditetsförändringar av trombocyter upp till 60 % .

.