文摘
纳米颗粒(NPs)被用于许多产品和材料等人类电子、医学药物输送、生物传感器、生物技术和农业原料,化妆品和食品补充剂。除此之外,NPs可能显示有潜在危险的性质对人类健康和环境由于其丰富的使用在生活中。因此,有兴趣的增加研究人员提供可能的治疗药物和膳食补充剂的改良NP-induced毒性。本文总结了新发现的研究使用的抗氧化剂作为补充剂预防和减轻风险造成的有害影响NPs的有机体。同时,参与NP-induced氧化应激的形成机制和保护机制也阐述了使用不同的抗氧化物质。本文还强调了潜在的增强天然抗氧化剂的抗氧化防御系统的预防和缓解NP-induced氧化应激引起的机体损害。根据最近的研究结果,它可能会得出结论,抗氧化剂的作用nanoparticle-induced毒性的预防和治疗是无懈可击的。这是特别重要的氧化应激的抑制。
1。介绍
“纳米时代”出现了近来在许多不同的科学领域和行业。纳米技术是指小的纳米级对象的开发和使用基于他们的各种属性。欧盟委员会(European Commission)将纳米材料(纳米)定义为“自然的、偶然的和制造材料50%或更多的包含粒子有一个或多个外部维度的尺寸范围1 - 100 NM和/或他们的volume-specific表面积大于60米2/厘米3“(1]。有三个主要类型的纳米材料(NPs):纳米颗粒,纳米纤维,nanoplates [2]。他们都有价值的和多样化的使用,例如,在电子行业,在医学药物输送、生物传感器、生物技术和农业原料,化妆品和食品补充剂(3,4]。它们用于颜料、填料和水净化过滤器,催化剂、半导体和遮光剂。此外,许多纳米材料在材料科学找到他们的目的,做衣服,以及在航空航天工程5- - - - - -7]。独特的物理、化学和光学特性的纳米材料使其使用的目的多种多样,但最突出的是应用在医学领域的进步。
因为他们特别有趣和独特的性质,如溶解度,比表面积,聚合状态,电导率,和高的抗拉强度,金属纳米粒子(NP)和碳纳米管(CNT)获得了大部分的科学和工业的关注(3]。巨大的兴趣领域的不同类型的纳米材料,如脂质或聚合物基纳米金属、金属氧化物、或碳基纳米医学和生物科学。关于他们的体积小,可能很容易进入人体,NPs作为药物输送系统,他们有能力达到目标器官或网站的细胞通路(5];因此,他们也用于癌症治疗、bioimaging,和诊断4,6]。
由于纳米材料的丰富的使用在生活中现在,一个新的问题出现了关于他们的潜在危险自然对人类健康和环境(2,3,6]。与细胞膜的相互作用中,许多重要的信号通路可能是中断(8]。无数nanotoxicological报道,自噬的研究,主要在人体组织细胞的过程,是受NMs的影响。自噬的中断会导致许多疾病,如癌症和神经退行性疾病(6]。进入细胞,NPs引起的过度形成活性氧(ROS)可导致氧化应激。氧化应激过程的背景在于NP-induced细胞损伤和破坏,细胞毒性、基因毒性(3,9]。
近年来,有很多关于审查论文nanoparticle-induced毒性及其有害的作用机制(6,7,10- - - - - -13]还NPs的积极作用合成使用抗氧化化合物如维生素、矿物质、天然化合物,或植物提取物(14- - - - - -16]。然而,没有全面的研究的影响抗氧化剂预防和缓解严重的毒性引起的纳米颗粒在治疗和日常生活中的应用。在这个意义上,在评估中,我们的重点是目前最近的知识表明抗氧化剂的应用领域的对抗纳米颗粒在生物的有害影响。
2。纳米颗粒的毒性机制
纳米颗粒可以进入人体主要通过三个途径。最常见的原因是由吸入NP入口,然后通过皮肤,最后和最罕见的消化过程,主要取决于他们的物理化学特性。包括他们的亲水和疏水性能、粒子大小、形状、表面电荷和分散性。吸入的NPs将他们转移到肺部和呼吸道,因此较低的粒子的大小,有越来越担忧的NPs迅速深入呼吸系统。皮肤系统,纳米粒子将穿透吸收的过程,但只有皮肤严重受损或粒子的大小低于5海里。摄入NPs很少发生(17,18]。进入身体后,NPs可以通过血液转移到全身,然后积累与各种系统和交互影响许多重要器官如肺、肝脏、肾脏和生殖器官(5,18- - - - - -21]。此外,NPs可以通过影响转移到大脑细胞和破坏血脑屏障。他们可以引起严重的神经毒性;然而,他们通过膜的方式还没有充分阐明(8,18,22- - - - - -25]。
NPs与细胞的相互作用导致许多细胞屏障的破坏,NPs进入细胞,导致线粒体损伤,影响DNA通过DNA甲基化和组蛋白修饰的氧化应激状态的发展,最后的细胞凋亡。高浓度的活性氧(ROS)生成细胞中普遍引入细胞氧化应激的状态,蛋白质、DNA和脂质结构破坏,导致细胞的故障和严重的毒性。氧化应激通常伴随着增加促炎基因的表达和激活的中性粒细胞和巨噬细胞17,26,27]。纳米颗粒可能会产生各种ROS浓度取决于他们的物理化学性质。NPs的主要属性的存在是导致增加活性氧的生产prooxidant NP表面官能团,particle-cell互动,活跃的存在表面的氧化还原循环NPs在过渡金属(NPs) [3]。然而,声称,氧化应激是NP-induced毒性最突出的因素没有被证明在所有情况下各种NPs以来,有一个不活跃的表面或低溶解度,可能引起毒性不会引起氧化应激(2]。
2.1。Nanoparticle-Induced氧化应激
在大多数情况下,活性氧的过量生产造成的衬底与纳米粒子的形成氧化应激(27- - - - - -29日]。氧化应激,由其定义,代表”ROS生产之间的不平衡及其消除反应和抗氧化防御系统”(30.]。这种不平衡在prooxidant /抗氧化的关系可能引起严重损害的各种生物分子如蛋白质、脂质、核酸,从而造成损害细胞和整个有机体。尽管ROS的合成生物在线粒体呼吸或吞噬作用是一个正常的过程,他们生产的过剩可引起的各种元素。如果机体的抗氧化防御系统,含有过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽(谷胱甘肽),等等,不能够中和活性氧浓度的增加,这种情况可能会导致严重的疾病的发展(31日]。
纳米粒子的物理化学性质显著影响其与细胞的交互。NPs的入口进入细胞可以通过扩散和内吞作用或相互作用发生在细胞膜磷脂。在物理化学与细胞膜表面的交互,NPs可以破坏细胞膜影响传输机制以及诱导氧化应激通过生成离子。NPs也能影响细胞细胞器的功能,主要是线粒体和过氧物酶体,影响胞内运输,因此诱导氧化应激(2,18]。
一般来说,有两种类型的NP-induced氧化应激:(i)主要或直接和(2)二级或间接氧化应激(图1)。第一个是指一个NP与细胞表面的直接反应诱导活性氧生成。金属NPs能够释放金属离子进入细胞,也可能引发增加活性氧的形成。二级氧化应激可能通过间接的途径,主要是由于NPS-induced引起线粒体功能紊乱或抗氧化防御无法恢复的氧化还原平衡。在这种情况下,NPs并不直接负责氧化应激,但影响线粒体和吞噬细胞,间接增加了细胞ROS水平。例如,NPs与吞噬细胞(巨噬细胞和中性粒细胞)交互的目标是消化它们,但自从NPs经常一个无机部分,吞噬细胞成为损坏由于无法消除无机分子。这最终导致细胞ROS水平的增加,因此氧化应激的产生。NPs可能影响炎症等因素的水平TNF -α之后和白细胞介素导致线粒体破坏和ER压力和DNA损伤。这一切终于可以诱导凋亡反应的激活和细胞死亡2,18]。当氧化应激水平超过生物体中和它的能力,许多严重的情况可能发生,如炎症、纤维化基因毒性,与癌症的形成3]。
NPs引起的细胞干扰特征的细胞和细胞器膜的直接破坏,以及结合《对其结构和功能的影响。此外,NP-induced胞内代ROS,同样,调节油脂的结构和功能,DNA、蛋白质和碳水化合物,为主要细胞成分,导致细胞细胞器和膜损伤。NP-induced毒性包括复杂机制的重要作用线粒体,溶酶体、内质网(ER)在这一过程32,33]。密集的ROS生成也作用在几个信号通路引起细胞凋亡,炎症,和自噬过程。这些过程的主要后果是线粒体功能障碍,溶酶体,ER损害(32]。已经表明,增加活性氧的生产由接触NPs引发,以及一些有毒有害异物,导致线粒体呼吸干扰和损伤的线粒体膜磷脂双分子层。较低的三磷酸腺苷(ATP)生产和线粒体膜透性增加启动凋亡级联和细胞死亡34- - - - - -36]。也表明,有毒的浓度不同的NPs伴随着氧化应激可能破坏溶酶体膜的结构。解放的溶酶体胞质内内容,由于其膜损伤,可能进一步诱导损伤的细胞器(特别是线粒体外膜),进一步激活细胞凋亡(34,37,38]。在这方面,抗氧化剂的使用调节活性氧产量似乎是一个有前途的治疗策略NP-induced毒性。
2.2。各种纳米粒子毒性的影响
NPs在全球市场,氧化铝纳米颗粒(Al2O3nps)表示在20%左右17]。其使用的目的是不同的,从应用在医学(中的药),骨科植入物、化妆品、食品工业、化工、催化、耐涂料、锂电池,一直到飞机和火箭燃料22,39,40]。他们也被用于武器、弹药和炸药;在螺旋桨轴表面涂层;太阳镜也擦伤和耐磨涂层;和汽车行业41]。然而,他们的潜在不利影响人类,动物和环境的增加由于很多方面的接触。最常见的方法2O3nps进入生物体是通过吸入、皮肤接触、食物和水。小尺寸的2O3nps和高反应性允许更容易渗透进入细胞,通过循环运输,从而积累在多个器官和组织,如肺、心、脾、睾丸、骨髓、淋巴结,和大脑(22,39]。他们还可以轻松地穿过血脑屏障进入中枢神经系统造成严重的神经毒性。艾尔2O3np积累在大脑的不同部位可能产生记忆功能障碍、抑郁行为和神经退行性疾病如阿尔茨海默氏症和帕金森疾病(22,42]。氧化应激中起着关键作用2O3-NP-induced在许多器官系统毒性。最近的调查结果显示,2O3nps引发活性氧产量高,海拔MnSOD水平,高水平的氧化损伤的标志(猫、SOD、谷胱甘肽),还存在激活,表达内皮细胞粘附分子(VCAM-1、ICAM-1和ELAM-1),和高水平的血清中白细胞介素。基于发表的数据,可以得出结论,他们引发很多不良反应引起炎症反应,线粒体功能障碍,细胞毒性、基因毒性、致癌性和细胞凋亡22,39,42- - - - - -44]。例如,公园等。44)在他们的研究与铝的毒性NPs表明日常管理为28天导致小鼠血小板明显增加;减少白细胞、中性粒细胞、淋巴细胞和单核细胞;和高积累的Al肺、脑、胸腺组中最高的治疗剂量。此外,neurotoxicological影响被观察到导致神经退行性和免疫抑制效应的形成。另一个在活的有机体内研究Shrivastava et al。39)表明,阿尔2O3nps诱导高水平的氧化应激其次是ROS浓度高,减少谷胱甘肽的水平,和较低的猫和SOD活动,在7天的小鼠口服应用程序。艾尔的肝肾毒性2O3nps和ZnO-NPs被尤瑟夫监测et al。43),表明两NPs施加显著的毒性还协同毒性作用对肝脏和肾脏伴随着系统性炎症。艾尔2O3nps线粒体膜电位的影响,还存在激活,和血红细胞功能障碍和增加活性氧的形成。神经毒性和脑损伤主要不良反应2O3np在活的有机体内应用程序。Abou-Zeid et al。22)报道,阿尔2O3nps中断引起的氧化应激水平标记,如MDA、8-OHdG,谷胱甘肽,猫,和草皮;销售税的表达,TNF -α在大脑中,caspase-3基因;和il - 1β和治疗动物的血清中il - 6水平,指着严重的氧化应激,炎症反应和神经毒性。由于NPs也可以转移通过胎盘屏障,Zhang et al。42]研究了铝NP暴露于怀孕的雌性老鼠的影响,会影响中枢神经系统发展的后代。艾尔在新生儿的海马体的浓度显著增加,并显示阻碍神经发育行为与高焦虑和学习和记忆性能受损。考虑到铝有许多可疑的有害的影响(45],科学界的关注关于铝的进一步应用纳米颗粒是有道理的。
各种对含钙纳米粒子(CaNPs),经常用于复合材料,也可能导致严重的发展状况的有机体。CaNPs如羟磷灰石,mono - di -三,tetracalcium磷酸盐以及无定形磷酸钙据报道引发机体的许多不良反应。活性氧的积累、氧化应激发展和细胞毒性的后果只是一些CaNP使用。他们可以影响各种器官的结构和功能,如肝脏、肾脏和睾丸(46和影响prodepressant行为和认知障碍23]。
铈纳米颗粒(首席执行官2nps或nanoceria)是广泛使用的金属氧化物纳米颗粒。他们大多是作为柴油添加剂应用于提高燃烧,研磨剂,在太阳能电池,防晒霜,紫外线吸收剂,和隐形眼镜20.,47]。生物医学和药理应用程序是基于他们杰出的抗氧化性能。自首席执行官2nps包含少量的Ce3 +离子,Ce之间的氧化还原反应3 +和Ce4 +开放的可能性nanoceria像O与自由基反应2−•和•哦,因此建立一个功能类似于猫和草皮。基于这些标准,他们可以用来对抗氧化应激生物所以他们每年生产大约000 t并不奇怪47- - - - - -49]。首席执行官2np皮肤和肠道吸收不太可能;因此,进入生物体的主要途径是通过吸入呼吸道(47]。虽然它可以得出结论,CeO的抗氧化作用2nps只能造福在活的有机体内研究表明,吸入的CeO2nps可诱发严重损害呼吸系统,肺组织,和系统的毒性。马的调查等。20.)显示,由于接触的有CeO的老鼠2nps没有生产减少,但il - 12在肺泡巨噬细胞的激活增加导致生产还存在3和9和肺泡巨噬细胞凋亡。Arginase-1肺细胞和骨桥蛋白升高。首席执行官2nps诱导显著肺组织的炎症和破坏可能导致纤维化(20.]。另一个在活的有机体内研究报告的组织分布吸入CeO2nps在28天曝光后大鼠(50]。Geraets等人提出了惊人的结果,nanoceria粒子分布在每一个监控组织(肺、肝、肾、脾、脑、睾丸、附睾)一个6 h后曝光。此外,重复曝光导致CeO的重要积累2nps在组织。除了严重的呼吸道毒性、肝脏、神经、皮肤毒性的CeO2nps也报道(47]。
二氧化钛纳米颗粒(TiO2nps)在高使用在医学、化妆品、和行业。他们被添加到防晒霜、牙膏、食品、及各种颜料,也用于药物输送和废水处理,由于其光催化,UV-protective、抗菌、自洁性能(29日,51]。TiO2nps有能力吸收光子后暴露于紫外线光,但光激的TiO2nps也能导致高活性氧的生产,从而引发氧化应激状态在活的生物体52]。关于人体接触TiO上升的担忧2nps不仅仅是合理的。有两个水晶TiO的形式2、锐钛矿和金红石。锐钛矿是一种经常使用的防晒霜(由美国食品和药物管理局);因此,真皮TiO的风险敞口2nps可以很高导致可能的角化细胞毒性和皮肤过敏反应(53]。TiO2np积累在心脏功能可能会导致严重的问题,发展中氧化应激,炎症和动脉粥样硬化。香港的研究等。51]显示重要TiO2-NP-induced心脏病变小鼠肺部炎症,氧化应激水平较高的参数。除了皮肤和灶台组织,TiO2nps报道积累在其他重要器官,如肾脏、肝脏、肺、脾、和大脑,导致细胞凋亡和器官衰竭19,29日]。的一个最严重的TiO的毒性2nps在生殖系统观察。因为他们的物理化学性质和体积小,TiO2nps可以很容易地穿过blood-testis障碍,积累和损伤睾丸组织,破坏所有重要的功能(54]。高和同事(19)报道,低剂量的TiO的应用2nps在长期造成了严重的睾丸组织损伤伴有精子损伤和减少小鼠精子发生。基因的表达包括精子形成过程中也中断了。许多类似的结果应该TiO的提高认识2np对人体健康的负面影响(19]。
氧化铁纳米颗粒(IONPs)可以是各种类型的氧化物取决于铁价,如磁铁矿(Fe3O4)、赤铁矿(α菲2O3)和磁赤铁矿(γ菲2O3)。IONPs的生物利用度是非常高的,他们可以位于某些组织外部磁场的影响。在这个意义上,他们发现他们的应用程序主要在医药(磁铁矿和磁赤铁矿)、药物输送等各种目的,治疗癌症和热消融,磁共振成像(MRI)。甚至FDA批准一些IONPs ferumoxytol ferumoxides,用于核磁共振。由于IONPs超顺磁的,它们可以被用于医学成像或磁性药物靶向(联合化疗)55,56]。各种研究已经报道的不一致的结果IONP毒理学效应,一些声称没有显著的毒性而其他严重后果。最近的一项研究处理在活的有机体内超细IONPs毒性诱导的大鼠(56]。接触IONPs 4周的结果显示在骨marrow-mononuclear细胞增殖,减少高活性氧水平,增加炎症反应和DNA变化导致凋亡的结果。尽管结构脾脏组织损伤没有被注意到的,组织的氧化应激标志物水平非常高,这表明高剂量IONPs可能会导致显著的毒性的生物(56,57]。人能接触到IONPs也通过吸入,进入呼吸道,这些纳米颗粒可能变得极其有害,造成肺部炎症、组织纤维化、肺功能的变化,以及免疫反应。张和同事(58]表明,铁的治疗3O4nps在人类支气管上皮细胞可以诱导高毒性累积氧化应激,即低销售税,SOD和猫活动被检测到。
氧化铜纳米颗粒的应用(CuO-NPs)相当多才多艺,从工业用在油墨添加剂,医疗器械,和金属涂料、药用目的由于其抗菌,抗真菌,抗炎作用[59,60]。尽管使用CuO-NPs在纳米医学显示很多好处,药物输送,造影剂,在诊断,他们在人体overaccumulation可能导致明显的后果,主要是通过诱导氧化应激(61年]。像上述NPs,因为他们的大小,CuO-NPs可以很容易地跨越生物障碍,因此与生物分子反应,诱导活性氧的合成和积累,进一步唤起氧化应激和损伤在不同层次60]。他们与生物膜相互作用、DNA和蛋白质,并造成了严重的破坏和失活,肝脏和肾脏毒性,大脑功能障碍,和代谢性碱中毒62年]。
的一个最重要和最常用的纳米颗粒是氧化锌纳米颗粒(ZnO-NPs)。ZnO-NPs已经被美国食品及药物管理局列为安全物质,它们的使用近年来大幅增加(63年]。他们可以通过各种方法合成,用于不同的领域,如橡胶、纺织、电子、电工学、和食品包装行业,在混凝土生产,在光催化、颜料和涂料。ZnO-NPs相当用于化妆品行业,在防晒霜,基于他们宝贵的紫外线吸收效果,而且在许多其他产品因其显著的抗菌性(63年,64年]。虽然这些NPs通常被认为是安全的,其潜在毒性诱导的某些方面应该提到。ZnO-NPs可以诱发各种毒性积累在人类有机体,但其毒性的确切机制仍相当未知(28,65年]。Pandurangan和金64年)最可能的解释机制ZnO-NP行动的根据他们的高溶解度细胞造成严重的破坏。一是这些NPs的高的浓度可能会导致锌的增加2 +在细胞水平减少Zn-dependent酶和转录因子的活动。ZnO-NP毒性时可能出现的另一个机制进入细胞,在那里他们可以影响酶的结构和转录因子,最后机制是通过干扰造成的pH值解散ZnO-NPs溶酶体。细胞毒性ZnO-NPs演示了在研究设计的Yu et al。28)在正常皮肤细胞暴露于ZnO-NPs。结果表明:ZnO-NPs诱导形成高浓度的活性氧,导致氧化应激的发展,自噬小体聚集,线粒体功能障碍。细胞毒性效应和基因毒性ZnO-NPs也展示了人类SHSY5Y神经细胞(24]。尽管锌NPs并未进入神经细胞,它们通过各种损害引起的细胞死亡的细胞周期、DNA和细胞结构。在活的有机体内ZnO-NPs报告了类似的研究结果和发展严重失调的可能性。ZnO-NPs,浓度的200或400毫克/公斤/天(90天),诱导小鼠高氧化应激状态(65年]。肝损伤的程度是巨大的,包括组织破坏,谷胱甘肽的浓度降低,血清转氨酶水平高,内质网应激导致细胞凋亡。类似的结果尤瑟夫et al。43在研究雄性Wistar鼠治疗,不仅与ZnO-NPs,还有2O3nps。结果表明,NPs的口服,独自在一起,诱导肝脏和肾脏的高毒性的损失函数,氧化应激,组织损伤,和系统性炎症、高度协同行动。
金纳米粒子(AuNPs)认可和FDA批准的生物医学应用,药物输送,若、细胞成像、基因治疗,和放射治疗,但也发现使用在食品工业、水净化、减轻污染的13]。然而,某些研究显示潜在的有害AuNPs对人类和环境的影响。进入机体后,通过前面提到的路线,AuNPs可以诱导炎症和细胞毒性,氧化应激水平增加。Abdelhalim et al。66年)进行了一次在活的有机体内研究中男性Wistar-Kyoto老鼠腹腔内处理AuNPs 7天。AuNPs显著升高氧化应激标志物,而且肝功能的参数,导致肝毒性。黄金NPs也可能影响红细胞(红血球),造成脱氧血红蛋白(4]。同一项研究报告了类似的活动红细胞表面的银纳米颗粒(AgNPs),另外产生活性氧,因此高氧化应激水平和细胞损伤。结论推导,血红蛋白结构的变化主要是由于细胞质中的pH值变化4]。
银纳米粒子,在最大的程度上,巨大的抗菌性,如熬炼银子一样。AgNPs证明其影响抗菌、抗真菌、抗病毒药物(17所以他们使用在生物医学目的依赖这些属性。因为它们是FDA批准用于antibactericidal目的,超过四百个产品在市场上含有这些NPs (67年]。他们是用于伤口敷料,但也作为医疗器械的涂层,如手术器械或假肢(5]。AgNPs也被应用,因为许多前面提到的NPs,药物输送,分子成像,甚至癌症治疗,但在食品和纺织工业(10,17]。由于AgNPs的广泛使用,有合理的担忧这些NPs是否可以伤害活着的生物。吸收的路线AgNPs没有多少区别,上面提到的。在细胞中,AgNPs可以积累和释放Ag)+离子,因此影响了细胞的功能,引起氧化应激,线粒体和遗传物质的损伤,,最终,细胞凋亡(3,10,67年]。他们也能够容易转移血脑屏障,进入脑组织,并引发严重的后果17]。因此,AgNP-induced神经毒性被阴了et al。25在新生儿Sprague-Dawley老鼠和结果表明,AgNPs诱导神经组织的显著改变。肝组织也可以影响AgNPs [5),在那里他们诱导高水平的氧化应激(通过猫,观察SOD、MDA和谷胱甘肽水平)和增加血清肝功能的标志(转氨酶、碱性磷酸酶和蛋白质),伴随着组织变化和DNA损伤。除了器官中的积累,AgNPs有着广泛的毒性对人类精子。王等人。27]报道的剂量和时间变化治疗后精子的生存能力和能动性与高水平的AgNPs ROS和DNA损伤。治疗淡水蜗牛(椎实螺属luteolal .)与银NPs的谷胱甘肽水平降低,glutathione-S-transferase,谷胱甘肽过氧化物酶,脂质过氧化作用显著升高以及消化腺细胞DNA损伤(68年]。
3所示。抗氧化剂
抗氧化剂可以以不同的方式定义,但其中一个最简单的定义是,它们的分子能够保护生物系统的不同部分免受氧化损伤(69年]。他们能够采取的预防损伤,清除并中和自由基和活性氧和氮物种,并修复新的抗氧化剂,从而抵消他们的行动,抑制氧化生物重要的分子(70年]。从这个意义上说,在有氧生物抗氧化剂具有重要的作用。从本质上讲,这个群体的不同组件生物拥有高能力,防止氧化应激与生物分子(防止自由基的反应),终止自由基氧化反应和修复损伤引起的自由基反应(71年]。的集约生产自由基和活性物种在人类导致了不平衡率的形成和机体的抗氧化防御导致病理过程称为“氧化应激。”这种不平衡可能会激起强烈的暴露的生物外源性有害因素如紫外线和放射性照射,污染物,外源性物质,吸烟,重金属,和极端的体力消耗。这可能是造成不同的组织和器官的损害,以及疾病不同的促销活动(72年]。矿物元素等外生非酶的抗氧化剂,维生素,膳食补充剂,或植物抗氧化剂代表化合物的重要来源的支持人类在预防和缓解机体的抗氧化防御系统损害引起的氧化应激(70年,73年]。
人口中最常用的抗氧化剂维生素,如维生素A,维生素C,维生素E和,然后,β胡萝卜素、矿物质(如Se)和植物多酚。不管他们的重要性对人类停止和活力,他们可以造成不利影响,如果使用更高剂量比食品。科学家们报道,长期食用高剂量的抗氧化物补充剂(维生素A、C、E和β胡萝卜素)可能与一些疾病的风险增加有关。研究人员报告说,最有利的使用抗氧化补充剂可能会在他们的赤字水平正常化(74年,75年]。
尽管目前已知的高功效和大量的天然或合成抗氧化剂,有一些限制在他们的特定的应用程序在生物医药、食品工业、制药和化妆品。有时,他们的应用程序的主要问题是可能的毒性作用,self-retention在所需的位置,和大气中的氧气敏感性或酶降解。抗氧化物纳米粒子的形式最近提出了改进作为一个创新的解决方案的特点。发展纳米技术揭示了一些纳米粒子组成的生物起源与抗氧化活动分子,如木质素、黑色素、辅酶Q10、多酚纳米颗粒(38,76年,77年]。许多抗氧化化合物开发成纳米粒子携带抗氧化剂。这种类型的纳米颗粒组成的抗氧化剂可能拥有一个核心表面共价结合抗氧化剂(磁nanoantioxidants)或纳米粒子作为被动运营商能够提供和释放抗氧化剂(例如,nanoencapsulated、纳米管或介孔材料)。有一种功能化纳米粒子的数量,例如,铁3O4或graphite-coated钴磁NPs携带不同的天然或合成的抗氧化剂,以及nanoencapsulated抗氧化剂(76年,78年,79年]。
考虑到不同的NPs在许多产品的广泛使用和材料供人类使用,以及由于人风险工作场所和他们的生存环境中29日,80年),有兴趣的增加人员提供可能的治疗药物和膳食补充剂的改良nanoparticle-induced毒性。在这种背景下,作者集中综述,总结知识使用的抗氧化剂作为补充剂预防和减轻风险造成的有害影响NPs的有机体。这个领域的研究是搜索使用斯高帕斯,谷歌学者,科学指引和PubMed。最相关的出版物选择基于以下关键词:“nanoparticle-induced毒性、”“预防nanoparticle-induced毒性,”“抗氧化剂对nanoparticle-induced毒性的影响,”“抗氧化剂和纳米颗粒”“植物和nanoparticle-induced毒性,”“植物提取物和nanoparticle-induced毒性,”和“nanoparticle-induced中生物活性化合物的毒性。“引用从2010年到2021年是包含在本文中。
3.1。维生素和膳食补充剂
维生素E (α生育酚)是其中最重要的类胡萝卜素的抗氧化性能。它能够消除活性氧,减少脂质过氧化反应在机体(81年]。因此,应用程序的想法,以抵消NP-induced氧化应激并不奇怪。最近的在活的有机体内研究银纳米粒子用于诱导毒性。例如,Hedayati et al。82年利用斑马鱼(鲐鱼类)模型评估维生素E对AgNP-induced毒性的保护作用。维生素E是应用在三个不同剂量作为膳食补充剂。结果表明,AgNPs诱导显著的免疫损伤抑制溶菌酶和ACH50(补体旁路)活动,与LDH活性和皮质醇水平,增加细胞损伤和高水平的氧化代谢压力降低抑制猫和SOD的活动。高剂量的维生素E能够显著保护生物体免受AgNP行动,恢复所有重要的参数(82年]。维生素E的亲脂性的性质授予它的使用作为神经保护代理,但其效果的研究对神经损伤引起的NPs是罕见的。其中一个是阴等的研究。25)处理AgNP-induced在新生儿的雄性sd大鼠中神经毒性。一系列有害的神经毒性的影响鼻AgNPs管理报告,包括小脑结构失调、压力,和体重损失。补充维生素E口服施加强大的神经保护作用,能提高动物的体重和减少星形胶质细胞的激活和增殖的程度,但它无法显著改善AgNP-induced neurohistological变化(25]。最近,另一个在活的有机体内研究显示宝贵的维生素E对AgNP-induced变性的影响丝状和用城墙围住舌乳头状突起83年]。白化病老鼠暴露在AgNPs和维生素E为28天。免疫组织化学和组织学检查显示有价值的保护作用的维生素E政府的保护两舌乳头状突起AgNP毒性和凋亡变化。亲水亲脂性的维生素E和维生素C的组合被证明是有效的对氧化锌纳米颗粒引起的毒性(ZnO-NPs)鱼类尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)[84年]。氧化应激的参数,如谷胱甘肽还原酶(GR)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)和glutathione-S-transferase(销售税)活动和基因表达,谷胱甘肽(GSH)的含量和脂质过氧化反应,尼罗罗非鱼的肝和吉尔都是被监控的。所有参数表明ZnO-NPs显著改变,但维生素E和维生素C的混合物能够降低氧化应激的水平在尼罗罗非鱼升级所有参数在正常范围之内。生育酚的协同效应与维生素C,维生素C能够再生生育酚活动,似乎是一个关键因素作为混合物(72年]。
另一种亲脂性的维生素作为一种抗氧化剂维生素A(视黄醇)显示重要的活动在不同的细胞过程,它对视力和生殖系统至关重要。它的活动,关于TiO与维生素E,混合物2最近的一些研究-NP-induced毒性监测。Khanvirdiloo et al。85年)评估睾丸二氧化钛纳米颗粒(TiO引起的变化2nps)以及维生素A,维生素E,和他们的组合可以改变这些变化在雄性Wistar鼠。TiO2nps造成了严重损害精子形成过程;它减少精子数量、运动性和生存能力,精子染色质的完整性是打扰,观察睾丸组织的炎症。然而,维生素A和E,管理尤其是他们的混合物,对减少TiO的睾丸毒性产生深远的影响2nps。除了睾丸,TiO2nps可以积累许多其他器官,它们可能引发严重的影响。脾是很容易TiO的攻击2np积累和有害的行动。Afshari-Kaveh et al。86年]报道严重脾脏组织的氧化状态的变化Wistar鼠TiO对待2nps。纳米颗粒诱导显著增加总氧化剂状态和脂质过氧化水平。在脾脏组织总抗氧化能力下降同样SOD、GPx活动及其基因表达。然而,治疗维生素A和E,单独作为一个混合物,显示卓越的抗氧化性能的恢复水平的抗氧化参数恢复正常以及保护TiO引起的脾脏组织的组织学变化2nps。
维生素D,也被称为“阳光维生素”,有至关重要的作用在促进骨骼健康儿童和成人以及降低潜在的慢性疾病的形成,包括癌症和心血管疾病。作为膜抗氧化剂也作为管理者的内源性抗氧化防御系统。一般来说,维生素D在其活性形式存在,是否在皮肤或摄取,但成为激活肝脏和肾脏的羟基化(87年]。对肝脏和肾脏的保护作用研究的锰氧化物纳米颗粒引起的氧化应激(MnO2nps) [88年]。尽管MnO2nps可以影响环境条件,他们进入人类有机体的可能性,通过前面提到的路线,是十分关注的。他们可以在不同的级别是有毒的,无论他们积累,包括可能穿透血脑屏障。在BALB c小鼠显著毒性暴露他们MnO后了2nps和肝脏和肾脏功能的水平大大降低,血清胆红素和葡萄糖浓度与对照组相比要高得多。维生素D的腹腔内政府连续50天显示改善肝脏和肾脏功能的减少干扰血清参数。考虑到这一点,产生维生素D较大hepato对MnO, nephroprotective效应2-NP-induced毒性(88年]。
亲水的维生素C (L-ascorbic酸)被认为是一种非常有效的抗氧化剂。因为它很容易溶于水,它可以直接与自由基反应或行动可能是间接通过恢复脂溶的维生素E的抗氧化活性,如前所述[89年]。除了其活动游离基清除剂,它也可以作为重金属的螯合剂反应。维生素C有许多对人类健康有益的影响,它可以防止心脏病;有助于提高关节软骨的功能,,和皮肤;对免疫系统有深刻的影响;增加营养吸收;和潜力antigenotoxic和抗癌的90年]。在在体外化验,在人类肺癌A549细胞显示ZnO-NPs的重要毒性。暴露于维生素C会导致细胞内活性氧的产量下降,降低炎症水平(91年]。拟议中的维生素C的作用机制是基于其抗氧化活性与锌螯合反应形成稳定的复杂。的在活的有机体内鱼模型,鲤鱼(鲤属carpio),用于评估维生素C对TiO保护活动2-NP-induced毒性(92年]。据报道,TiO2nps显著增加机体的氧化应激水平,可以通过提高血糖和皮质醇水平;更高的活动ALT, AST,高山;和减少免疫参数。肝组织损伤组中也观察到只有TiO治疗2nps。补充维生素C,在500到1000毫克/公斤的饲料的浓度,减少组织损伤的程度和主要是氧化应激恢复参数防止严重的后果,可能出现由于与TiO曝光2nps。维生素C也被证明在保护大鼠生殖毒性和氧化应激引起的镍纳米颗粒(NiNPs)据香港et al。93年]。NiNPs引起严重后果在老鼠的睾丸组织功能;猫的水平、SOD和gonad-stimulating激素(谷胱甘肽)中断,增加活性氧的水平,一氧化氮和脂质过氧化作用。NiNPs也还存在影响9、8和3和Bcl-2-associated X蛋白的表达(伯灵顿)和凋亡诱导因子(AIF)。维生素C调节所有参数和改善NiNP-induced生殖毒性主要是由于它的抗氧化性(93年]。
除了维生素外,许多其他化合物作为膳食补充剂可以作为天然抗氧化剂补充协助打击NP-induced氧化应激。其中之一是硒(Se),一个重要的微量元素有价值的抗氧化和抗癌活性94年]。在在活的有机体内研究表明,二甲胂酸等。95年),使用亚硒酸钠治疗大鼠暴露于纳米银粒子(AgNPs)。AgNPs应用于5毫克/公斤/合著的浓度。诱导大量的氧化应激在动物睾丸,减少谷胱甘肽水平,SOD、GPx,和猫的活动,另一方面,增加脂质过氧化水平和白细胞介素(il - 1的表达β和il - 6)和肿瘤坏死因子-α(TNF -α)。此外,睾丸组织损伤引起AgNPs突出,精子发生影响。亚硒酸钠(0.2毫克/公斤/合著)能够改善氧化应激防御和炎症标记物的所有参数,包括睾丸组织形态。虽然对AgNP-induced毒性Se抗氧化作用的确切机制尚不清楚,它的有益作用,重建内源性抗氧化防御机制应该承认。
防治作用的含硫的氨基酸(NAC)被认为是一个令人印象深刻的自由基清除剂和抗氧化剂。半胱氨酸作为贡献者,在它有一个更稳定的结构,作为谷胱甘肽合成的前体,从而调节细胞内的谷胱甘肽水平。抗氧化效果的NAC实现通过释放的含巯基的团体降低ROS水平。NAC可以与各种自由基反应如过氧化氢、过氧化物和过氧硝酸盐。它还可以采取行动减少的NF -κB通路和炎性细胞因子的分泌。氧化应激状态,南汽中扮演着关键角色在预防和减少可能出现的损坏(96年,97年]。南汽在钴纳米颗粒的影响,(才)诱导细胞毒性在模型小鼠肾小管上皮细胞(TCMK-1细胞株)监控在体外(98年]。的应用才诱导细胞凋亡率更高;增加了p-ERK, p-p38, p-JNK表达式;和激活MAPK通路。NAC能逆转细胞死亡的过程,抑制ROS-induced p-ERK, p-p38, p-JNK MAPK通路。这些发现支持这一事实NAC具有特殊的抗氧化潜力可以找到其应用NP-induced氧化应激(98年]。在这个意义上,一个在活的有机体内研究男性白化大鼠使用二氧化钛纳米颗粒(TiO2nps)诱导睾丸毒性(97年]。正如所料,TiO2nps造成了严重的组织学变化伴随着积极的TNF -睾丸组织α免疫反应和DNA损伤。血清中脂质过氧化是高度升高而谷胱甘肽和睾酮水平降低。NAC治疗有对所有参数的影响,导致他们的恢复,与小antigenotoxic效果。因此,它的抗氧化潜力明显表示在这个TiO的状态2-NP-induced氧化应激。
另一个氨基酸精氨酸(Arg),定义为一个有条件必需氨基酸,可以治疗NP-induced毒性来实现。最近,Abdelhalim et al。66年)进行了一次在活的有机体内研究使用老鼠作为模式生物。他们对待金纳米粒子(AuNPs)和氧化应激的水平是通过监测评估重要的标记(高山、ALT、GGT、总蛋白、MDA,以及谷胱甘肽)。AuNP政府诱导显著的肝毒性,增加氧化应激水平。精氨酸的使用被证明是非常成功的减轻氧化应激的参数从而表演保护地AuNPs的影响。
α-酸,也称为硫辛酸,是一种天然organosulfur化合物合成的植物,动物,和人类。通常是作为膳食补充剂使用由于其显著的生物活性属性,尤其是抗氧化潜能。α-酸可以作为直接抗氧化剂清除活性氧和氮物种,或者它可能激活各种抗氧化剂和调节其他信号通路(99年]。这个补充已经作为额外的治疗在介孔二氧化硅纳米颗粒- (MSiNP)诱导氧化应激(One hundred.]。首先,太阳等人设计的在体外人类神经母细胞瘤SH-SY5Y细胞系实验显示MSiNPs能够抑制细胞增殖通过活性氧生成,进一步激活需要线粒体功能受损和细胞凋亡。的在活的有机体内在老鼠身上做的研究的一部分,显示高水平的氧化应激和扰乱了大脑功能由于容易过渡MSiNPs穿过血脑屏障。α-酸用于修改MSiNPs,减少氧化应激水平,减轻的细胞毒性在体外和在活的有机体内NP毒性,减少由于其显著的抗氧化效果(One hundred.]。的结合α-酸和维生素E是伟大的治疗AuNP-induced肾毒性大鼠(101年]。自从AuNPs造成了严重的肾组织的变化,同样,高水平的氧化应激,α-酸和维生素E能够减少脂质过氧化反应,炎症,增加抗氧化防御和毒性的生物。
3.2。植物抗氧化剂
药用和食用植物的使用是深入研究氧化应激疾病的预防和治疗73年,102年,103年]。植物提取物的抗氧化补充剂的可能使用的缓解nanoparticle-induced毒性近年来深入研究。
关于改善的影响最广泛的研究植物提取物或精油了TiO2np——使用不同的生物模型(表AgNP-induced氧化应激1)。的使用金果榄等乙醇提取与尼罗罗非鱼实验(Oreochromis niloticus)表明,一个标准的鱼的饮食补充这个计划提取可以调节抗氧化参数在鱼鳃、肝脏和肾脏,以及在TiO引起的肝脏炎症2nps (104年]。迷迭香属officinalis报道作为一种植物,成功改善等离子体抗氧化剂标记(猫、SOD、MDA和总抗氧化状态(助教)),il - 6水平,和DNA损伤大鼠治疗TiO吗2nps (105年]。TiO引起的肝毒性的调制2nps在大鼠葡萄籽标准化(基于原花青素(95%))提取(106年)和肉桂树皮提取物(107年)提高肝组织中氧化参数。肉桂树皮中提取的王亚南活动之外,一个封装肉桂精油还具有保护TiO的属性2-NP-induced氧化应激。这是观察到的治疗小鼠maltodextrin-encapsulated肉桂精油显著降低氧化标记TiO引起的肝脏和肾脏2nps。在相同的研究中,肉桂精油血清细胞因子水平降低,肝细胞DNA碎片,骨髓细胞染色体畸变,雄鼠的精子形态异常TiO对待2nps (108年]。Abdou et al。109年)表明,辣木属鉴定叶提取物具有nephroprotective老鼠接受TiO的潜能2nps。这种植物提取物降低TiO引起的肾脏的氧化应激2nps以及调制NF -的表情κB, Nrf2, hsp - 70归因于增加氧化应激。另一项研究还显示,m .鉴定种子提取物对TiO显示类似的影响2-NP-induced脑氧化损伤大鼠(110年]。辣木属鉴定种子提取物也被应用于铜纳米颗粒的预防——(CuNP)诱导毒性鲤属carpio鱼,这表明这种提取可能成功规范化的脂质过氧化作用,谷胱甘肽水平,吉尔和肝脏组织的鱼和猫活动(60]。
在体外关于AgNP-induced毒性发表的研究表明,研究了NPs诱导活性氧的形成导致DNA损伤人类胚胎肾细胞(HEK 293)。这些细胞的预处理g . asclepiadea提取显示,彗星试验AgNP-induced DNA损伤的预防和减少氧化基础病变(8-oxoG)与细胞相比,没有使用提取(114年,115年]。实验对尼罗罗非鱼鱼进行了饮食的有益作用与石榴补充(石榴)皮当鱼被暴露于亚致死的AgNPs水平(2.0 mg / L),六个星期。在这项研究中,石榴皮补充大大改善了血液生化参数与肝脏和肾脏功能,肝脏和肾脏组织中抗氧化剂的标记,和免疫生物标志物AgNPs[鱼暴露于亚致死的水平的120年]。一些植物物种的王亚南性质也进行了研究在活的有机体内针对AgNP-induced肝毒性。银杏叶水提物显示一个重要影响肝脏功能和大鼠的抗氧化状态处理AgNPs(50毫克/公斤合著)移植PGC-1α、mtTFA Nrf2 mRNA线粒体转录因子(116年]。在另一项研究中,标准化g . biloba提取24%银杏黄酮改善氧化损伤与AgNPs老鼠的大脑处理,以及显著监管促炎细胞因子基因表达在脑组织117年]。石榴(123年和甜菜根5)果汁也提供了重大王亚南活动对AgNP-induced毒性的动物实验。Albrahim和Alonazi5]表明,甜菜根汁后治疗有可能调节凋亡蛋白p53、bcl - 2在大鼠肝组织AgNPs对待。石榴汁也显示减少MDA水平和增加谷胱甘肽水平的老鼠的肝脏和肾脏CuO-NPs陶醉了,调节caspase-3、bcl - 2的水平,和NF -κB干扰表达造成的生产过剩的活性氧(122年]。在另一个出版物,Hassanen et al。121年)表明,石榴汁可以减少氧化应激表现在老鼠的大脑处理CuO-NPs HO-1通过监管和Nrf2表达式,对细胞氧化还原平衡很重要。绿茶提取物也表现出显著改善CuO-NP应用大鼠引起的肝毒素的表现,改善肝脏的氧化状态,调节caspase-3和伯灵顿蛋白质的表达59]。
精油的罗勒属basilicuml .(罗勒)和Zataria野蔷薇木香。研究了对IONP-induced毒性王亚南活动。精油都有能力防止老鼠的肝毒性IONPs调节抗氧化参数在实验动物肝组织(111年,124年]。一些已发表的研究调查了应用植物提取物或油预防lesser-extent-investigated NPs的毒性作用。南瓜子油应用研究中测定的保护作用2O3在怀孕的老鼠-NP-induced毒性。石油拥有的能力来增强抗氧化参数在孕产妇和胎儿肝脏和脑组织的怀孕的老鼠与发达2O3-NP-toxicity [125年]。Alotaibi et al。112年)使用毛虫的可能l .种子提取物治疗羟磷灰石nanoparticle-induced毒性认为这个提取改进的抗氧化参数(SOD、CAT、谷胱甘肽和TBARS)心脏组织中羟磷灰石NP-treated老鼠。Filipendula ulmaria提取对CaNP也显示出积极的影响- - -羟磷灰石NP-induced氧化应激在老鼠的脑组织23),而且在肝脏、肾脏和睾丸组织(46]。的精油黄连木乳香树l .降低ROS生成和刺激SOD和CAT活动在人类肺上皮细胞(A549)暴露于NiO-NPs [119年]。SiO2-NPs-induced毒性的老鼠被El-Sayed et al。118年)是改善使用人参的干燥植物可以减少氧化应激,以及凋亡和炎症过程中鼠肺。的混合可(茴香)和Pimpinella anisum(茴香)种子提取物显示王亚南潜力大大降低氧化应激在大鼠肝组织暴露于ZnO-NPs [113年]。
在减少NP毒性方面,许多植物提取物中经常使用的环保合成NPs毒性较低。NPs获得在这些过程通常显示额外的药理特性与常规合成NPs相比。此外,植物代表可再生、环保和广泛使用为NP合成材料。这种相对较新的方法在NP合成是近年来研究的焦点14,156年,157年]。因此,植物的发展也是很重要的合成新方法更低毒的NPs NP毒性的抑制。分析文献资料的使用植物提取物或精油在预防和减少NP-induced氧化压力显示,有些植物可以利用有效的补充这种类型的氧化损伤。大多数研究处理研究芳香的使用和食用植物NP-induced氧化应激,强调和鼓励消费这些植物物种在预防和对抗氧化应激。最多数量的分析研究报告,研究植物产品施加肝肾保护实验动物报告重要器官组织的氧化状态的结果。显著降低数量的研究涉及深刻分析使用植物NP-induced氧化应激的保护机制。因此,有必要进行更多的研究和综合结果的应用植物NP-induced氧化应激的抑制。这些结果可能为进一步研究植物在这个领域。
3.3。植物化学物质
不同的植物成分以其优良的抗氧化性能;其中,酚类化合物和一些组件的精油具有最明显的抗氧化性能70年,157年]。在这方面,植物化学物质具有高的抗氧化潜力为NP-induced毒性研究中常用的保护代理。研究最多的phytocompounds研究酚类化合物和黄酮类化合物等如槲皮素、白藜芦醇、姜黄素(表1)。
槲皮素(图2)是研究最多的饮食之一黄酮类化合物存在于许多水果、蔬菜和药用植物。其抗氧化、抗炎、神经保护、chemopreventive和心血管属性是有据可查的。槲皮素的生物活性与其抗氧化和自由基清除活性相关(152年,158年]。槲皮素的抗氧化潜力NP-induced氧化应激的抑制是暴露于TiO检查使用不同的模型2nps、AuNPs CuO-NPs, ZnO-NPs。槲皮素显示肝脏的抗氧化保护152年)、肾(153年),和睾丸154年)组织TiO的老鼠暴露在过量2nps。TiO的浓度2nps在这些研究中使用的范围是在50到1000毫克/公斤体重(合著)每日或曾经在实验期间,虽然槲皮素的剂量是75或200毫克/公斤b.w.每天测试的动物。槲皮素显示氧化保护肝脏、肾脏和睾丸组织降低脂质过氧化作用和提高抗氧化参数肾脏和睾丸组织。同时,槲皮素(75毫克/公斤b.w.日报)显著降低凋亡指数在肾脏153年和睾丸154年),而缓解凋亡标记半胱天冬酶3和DNA碎片在肝组织中使用200毫克/公斤b.w.每日观察21天(152年]。槲皮素的王亚南活动也证明AuNP-intoxicated减少氧化应激大鼠肝脏中参数(66年,149年]。槲皮素能有效应对CuO-NP-induced在大鼠肝毒性。后悔的是共同服用150μ克/公斤b.w.槲皮素每天3周显著减少氧化应激在肝组织,血清TNF水平α伯灵顿、caspase-3活动和信使rna,而重要的海拔Bcl2水平观察[150年]。这个研究表明,槲皮素的属性来抑制细胞凋亡的临界点。类似的槲皮素抗氧化保护反对CuO-NP-induced观察大鼠肝毒性的研究发表了Arafa et al。151年),以及针对ZnO-NP-induced老鼠的肝毒性(155年]。
白藜芦醇(图2对称二苯代乙烯),也是一个常用的植物抗氧化剂预防NP-induced毒性。它可以发现在不同的水果、浆果和药用和食用植物。它的抗氧化特性是许多科学出版物的主题,和结果表明,它具有更好的抗氧化性能与维生素E和C (143年]。一个在体外研究由Ryu et al。132年]显示抗氧化剂白藜芦醇对DNA损伤的影响TiO2-NPs诱导的淋巴细胞。白藜芦醇引起显著降低ZnO-NP-induced prooxidant用DCFDA测量荧光强度,影响线粒体损伤、凋亡和坏死的影响在斑马鱼胚胎144年]。紫檀芪,白藜芦醇的对称二苯代乙烯化学相关,显示类似的保护作用对AgNP-induced氧化应激在斑马鱼胚胎142年]。实验显示,与尼罗罗非鱼鱼鱼的饮食补充白藜芦醇增强抗氧化保护参数鱼鳃、肝脏和肾脏被ZnO-NP应用程序(140年]。白藜芦醇也显示抗氧化剂保护CuO-NP-induced小鼠氧化应激增加总抗氧化能力(TAC)和减少总氧化剂状态(TOS)血清中62年]。Solaiman et al。143年)报道,白藜芦醇也有能力减轻TiO2-NPs引起的血清MDA水平的提高,在实验老鼠。
姜黄素(图2),香料姜黄的主要酚类化合物,对NiO-NPs报道作为一种天然抗氧化剂补充,TiO2nps, ZnO-NPs。西迪基et al。130年)报道,姜黄素可以减少ROS和脂质过氧化水平,以及增加谷胱甘肽水平NiO-NP-induced人类呼吸道上皮毒性(HEp-2)和乳腺癌细胞(MCF-7)。另一个在体外研究表明,姜黄素的抗氧化保护作用引起的DNA损伤TiO2nps在淋巴细胞(132年]。姜黄素也显示减少ROS生成测量使用H2DCF-D染料在秀丽隐杆线虫蠕虫暴露24 h LC50TiO的浓度2nps和ZnO-NPs131年]。在活的有机体内老鼠实验表明共同服用姜黄素的纳米粒子改善抗氧化参数(TBARS,销售税、GPx谷胱甘肽,车,SOD,和总抗氧化能力)和抑制水平的提高肿瘤抑制基因P53, TNF -α、白细胞介素- 6在老鼠的心脏组织暴露于羟磷灰石纳米粒子(133年]。芹黄素也是饮食类黄酮显示hepato——在动物模型和nephroprotective活动NP-induced毒性。对NiO-NP-induced芹黄素可以保护肝脏和肾脏毒性(126年)和肾脏对介孔二氧化硅纳米颗粒- (MSN)诱导毒性(127年]。芹黄素在提到显著调节抗氧化参数分析研究组织,同时降低TNF的表达α和il - 6与MSN-induced小鼠的肾毒性。类似的保护活动的鞣花酸,所述芹黄素nephroprotection MSN-induced毒性的老鼠,在一项由穆罕默德et al。57]IONP-induced Wistar鼠的肾毒性。
研究了酚类化合物中NP-induced氧化应激的保护,epigallocatechin-3-gallate被证明是有效的抑制氧化应激与NiNPs发达小鼠表皮(JB6)细胞株135年]。Epigallocatechin-3-gallate极大的降低了细胞内ROS生成和细胞凋亡,调节AP-1和NF -的表达水平κB和MAPK信号通路被NiNP应用程序。Nanoencapsulated水飞蓟素和鞣酸显示潜在改善肝毒性在尼罗罗非鱼鱼(145年)和hepatonephrotoxicity诱导大鼠(147年分别与AgNP-induced毒性。这些酚类组件调制干扰抗氧化参数在肝脏或肾脏组织。类似的效果,与谷胱甘肽抗氧化参数的规定,猫,GPx,草皮,在肝组织MDA,演示了共同的橘皮苷与ZnO-NP-induced小鼠氧化应激(138年]。莫林和类黄酮芦丁显示相同的老鼠对睾丸组织的影响处理TiO2-NPs [141年]。Sesamol,酚醛木酚素从芝麻油,表现出显著的抗氧化保护脑组织的作用2O3-NP-treated老鼠(22]。
十字花科蔬菜中含有的萝卜硫素,异硫氰酸酯化合物,也表现出抗氧化保护CuO-NP-induced BALB C3T细胞氧化应激(146年),以及TiO引起的DNA损伤2nps在淋巴细胞(132年]。甘草酸,天然甜味剂隔绝的根源甘草glabra显示,可能减少氧化应激和凋亡过程中老鼠的肝脏TiO对待2nps (137年]。
除了酚类化合物,萜类化合物和组件的植物精油通常NP-induced氧化应激保护的对象(图3)。β胡萝卜素显示潜在的减少凋亡指数和增加猫和GPx TiO的大脑组织的活动2-NP-intoxicated老鼠(128年]。鱼的饮食补充番茄红素明显增加抗氧化剂保护参数尼罗罗非鱼鱼鳃、肝脏和肾脏被ZnO-NP应用程序(140年]。番茄红素也增强了抗氧化剂保护和减少细胞凋亡与TiO治疗组小鼠的睾丸2nps (139年]。CuO-NP-induced氧化应激在小鼠海马HT22细胞与共同服用藏花酸的有效保护,栀子果实中的一种化合物和藏红花129年]。发现藏花酸增加抗氧化酶SOD和CAT的活性,以及谷胱甘肽、SOD mRNA,猫mRNA, bcl - 2 mRNA水平CuO-NP-intoxicated HT22细胞。同样的研究描述了藏花酸可能减少细胞内ROS和proapoptotic Bax mRNA水平与CuO-NPs HT22细胞治疗。精油的共同成分丁香酚,麝香草酚,香叶醇被证明预防抗氧化化合物的氧化应激引起的不同器官各种NPs在实验老鼠上执行54,134年,136年,148年]。
现有文献资料的使用植物素补充剂在NP-induced氧化应激显示这些化合物的高潜力新植物性膳食补充剂的应用和发展。研究植物化学物质是常见的芳香成分,药用,食用植物,结果表明有益补充使用这些植物或植物性的氧化应激相关障碍。同时,这些结果是非常有用的在这一领域的进一步研究表明大多数的已知的抗氧化剂phytocompounds尚未调查作为潜在的补充治疗NPs引起的氧化应激。
4所示。结论
考虑到很多好处的抗氧化剂,包括维生素、膳食补充剂,植物产品,和植物化学物质及其巨大的潜力在NP-induced氧化应激的抑制,毫无疑问,处理的应用抗氧化剂的研究在这个领域将继续更多的关注在即将到来的年。不同的天然抗氧化剂已经全面综述。虽然维生素、植物提取物和植物化学物质显示巨大的潜力在NP-induced氧化应激的保护,理解的机制参与NP-induced氧化应激的调制这些自然产品仍不完全清楚。因此,似乎在这一领域取得的结果提供一个良好的基础为进一步研究NP-induced氧化应激保护机制的天然抗氧化剂,以及更多的研究包括一些早期不测试植物及其生物活性化合物。未来研究的总体目标主要集中给一个洞察新的视角的NP的使用必须降低其毒性使用验证,安全,和验证抗氧化剂补充疗法可能也有利于整个生物体。基于分析结果,进一步研究潜力最大的是植物来源的抗氧化剂。进一步发展战略这一领域的研究可能是相关调查的新植物性抗氧化剂作为膳食补充剂使用的预防或减轻氧化应激症状与长期接触NPs或其高浓度。
数据可用性
所有的数据是可用的。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。
作者的贡献
弗拉基米尔·Mihailovic和伊莲娜s Katanic斯坦科维奇同样对本文亦有贡献。
确认
这项工作得到了医学科学学院,大学Kragujevac (JP 01/19)。VM和JKS感谢教育部、科学和技术发展的研究支持的塞尔维亚共和国(合约号:451 - 03 - 68/2021 14/200122和451 - 03 - 68/2021 14/200378)。