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Toxizität von nano- und mikropartikulärem Kupferoxid: Zelluläre Aufnahme und der Einfluss auf die genomische Stabilität
| العنوان: | Toxizität von nano- und mikropartikulärem Kupferoxid: Zelluläre Aufnahme und der Einfluss auf die genomische Stabilität |
|---|---|
| المؤلفون: | Semisch, Annetta, Ohle, Julia, Witt, Barbara, Hartwig, Andrea |
| بيانات النشر: | KIT Scientific Publishing |
| سنة النشر: | 2014 |
| المجموعة: | OpenEdition |
| مصطلحات موضوعية: | Kupfer, DNA-Schäden, DNA-Reparatur, Bioverfügbarkeit, intrazelluläre Verteilung, Nahrungsergänzungsmittel, Spurenelemente, Zink, Zytotoxizität, Genotoxizität, Public Health & Health Care Science, Social Sciences, Biomedical, SCI007000, SCI070000, PSB, PSV |
| الوصف: | Das redoxaktive essentielle Spurenelement Kupfer wird über die zelluläre Kupferhomöostase streng reguliert. Dennoch kann Kupfer unter Überladungsbedingungen, z.B. nach Inhalation kupferhaltiger Stäube, adverse Effekte bewirken. Synthetisierte Partikel wie nano-oder mikroskaliges Kupferoxid (CuO NP, CuO MP) rückten in den letzten Jahren in den Fokus toxikologischer Untersuchungen, da sie als Beispiel der stärkeren Toxizität von nano-gegenüber mikroskaligen Partikeln identischer Zusammensetzung gelten. Allerdings sind vergleichende systematische Studien als Beitrag zur Nutzen-Risiko-Bewertung von CuO NP, CuO MP sowie der entsprechenden löslichen Verbindung (hier: CuCl2) bisher rar. Zusätzlich zu den spezifischen Elementeigenschaften können partikelinhärente physikochemische Charakteristika, wie Oberfläche oder Löslichkeit, die biologischen Effekte beeinflussen. Ein vielversprechender Ansatz zur Aufklärung zugrunde liegender Mechanismen der Toxizität von Partikeln basiert auf der Evaluierung der Löslichkeit bzw. Bioverfügbarkeit in physiologisch relevanten Modellflüssigkeiten sowie im zellulären System. Im vorliegenden Beitrag konnte gezeigt werden, dass sich CuO NP in allen eingesetzten Medien stärker lösten als CuO MP. Auch im Zellkern überwog die Akkumulation von Kupferionen nach Inkubation mit CuO NP. Ferner induzierten lediglich CuO NP DNA-Strangbrüche, jedoch erhöhten alle drei Substanzen die Anzahl an H2O2-induzierten DNA-Strangbrüchen. Darüber hinaus hemmten sie das Ausmaß der Poly(ADP-ribosyl)ierung durch das an der DNA-Reparatur beteiligte Zinkfingerprotein Poly(ADP-ribose)-Polymerase-1 (PARP-1). Ergänzende Untersuchungen zur Zytotoxizität zeigten einen starken Rückgang der Koloniebildungsfähigkeit nach Inkubation mit CuO NP und CuCl2, während CuO MP nicht zytotoxisch waren. Zusammengefasst können die beobachteten Effekte zum Teil, aber nicht vollständig, durch Unterschiede in der Bioverfügbarkeit oder den physikochemischen Eigenschaften der verwendeten Kupferverbindungen wie Oberfläche und Löslichkeit ... |
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