Dimethoate-induced oxidative stress and DNA damage in rat blood cells: preventive effects of ferulic acid

INTRODUCTION: Chemicals called insecticides are frequently used in agricultural control and cause toxic effects on non-target organisms, especially mammals. Exposure to insecticides may induce hematoxicity. This research is appertaining to the possible property of ferulic acid, utilized as nutritional supplement, to mitigate oxidative stress process caused via dimethoate.
METHODS: Male Wistar rats were divided into six groups, randomly (six animal each). Animals were treated orally via gavage with ferulic acid (30 mg/kg body weight, everyday for 28 days) prior to treatment of low or high doses of dimethoate (3 mg/kg body weight, everyday for 28 days 1/100 LD50 and 30 mg/kg body weight, everyday for 4 weeks 1/10 LD50, respectively).
RESULTS: Exposuring rats to dimethoate for 4 weeks contributed oxidative stress process with a rise in malondialdehyde levels of rats’ erythrocytes. Also, treatment of dimethoate induced alterations in antioxidant defence system of erythrocytes as monitored by the increase in the activities of antioxidant enzymes such as glutathione peroxidase, glutathione-S-transferase, catalase and superoxide dismutase. Additionally, dimethoate caused DNA damage, too. Pretreatment with ferulic acid remediated the detriment caused via dimethoate, as ascertained by detention of lipid peroxidation, improvement of glutathione peroxidase, glutathione-S-transferase, superoxide dismutase and catalase activities and also DNA damage.
DISCUSSION AND CONCLUSION: Dimethoate, an insecticide, has caused serious toxic effects on blood tissue of rats. Therefore, the conscious use of dimethoate should be ensured, its use should be minimized and development of different methods should be encouraged that replaced these chemicals in agricultural control. The present findings indicate that ferulic acid may amelierate dimethoate-caused oxidative stress process and DNA damage by altering antioxidant defense system and decreasing lipid peroxidation in blood.

Rat kan hücrelerinde dimetoat’ın neden olduğu oksidatif stres ve DNA hasarı: ferulik asit’in koruyucu rolü

GİRİŞ ve AMAÇ: İnsektisitler olarak adlandırılan kimyasallar, zirai mücadelede sıklıkla kullanılmakta ve başta memeliler olmak üzere hedef olmayan canlılarda toksik etkiye neden olmaktadır. İnsektisitlere maruz kalmak kan dokusunda meydana gelen toksisiteyi indükleyebilir. Bu araştırmanın amacı, dimetoat’ın neden olduğu oksidatif stres sürecini azaltmak için besin takviyesi olarak kullanılan ferulik asidin olası koruyucu özelliğini ortaya koymaktadır.
YÖNTEM ve GEREÇLER: Erkek Wistar sıçanlar rastgele (her bir grupta altı hayvan olacak şekilde) olmak üzere altı gruba ayrıldı. Hayvanlar gavaj vasıtasıyla, düşük veya yüksek dozlarda dimetoat (sırasıyla; 3 mg / kg vücut ağırlığı 1/100 LD50, 28 gün boyunca her gün ve 30 mg / kg vücut ağırlığı 1/10 LD50, 4 hafta boyunca her gün) uygulamasından önce, ferulik asit (30 mg / kg vücut ağırlığı, 28 gün boyunca her gün) ile ağız yoluyla muamele edildi.
BULGULAR: Sıçanların 4 hafta dimetoat’a maruz bırakılması, eritrosit malondialdehit seviyesinde oluşan artış ile gözlemlenen oksidatif stres sürecine katkıda bulunmuştur. Ayrıca dimetoat uygulaması, eritrositlerde glutatyon peroksidaz, glutatyon-S-transferaz, katalaz ve süperoksit dismutaz gibi antioksidan enzimlerin aktivitelerindeki artışla kendini gösteren antioksidan savunma sisteminde meydana gelen değişiklikleri indüklemiştir. Ek olarak dimetoat DNA hasarına da neden olmuştur. Ferulik asit ile yapılan ön muamele, lipid peroksidasyonunun azalması, glutatyon peroksidaz, glutatyon-S-transferaz, süperoksit dismutaz ve katalaz aktivitelerinin ve ayrıca DNA hasarının düzenlenmesi ile dimetoatın neden olduğu zararın boyutunu azaltmıştır.
TARTIŞMA ve SONUÇ: Bir insektisit olan dimetoat ratlarda kan dokusu üzerinde ciddi toksik etkilere neden olmuştur. Bu nedenle, dimetoatın bilinçli olarak kullanılması sağlanmalı, kullanımı asgari seviyeye indirilmeli ve zirai mücadelede bu kimyasalların yerini alabilecek yöntemlerin geliştirilmesi teşvik edilmelidir. Mevcut bulgular, ferulik asidin dimetoat kaynaklı oksidatif stres sürecini ve DNA hasarını antioksidan savunma sistemini düzenleyerek ve kandaki lipid peroksidasyonunu azaltarak düzeltebileceğini göstermektedir.