Zebrafisch als Modell zur Bewertung der teratogene Potenzial von Nitrit

Teratogenese ist ein Prozess, der die normale Entwicklung des Embryos oder Fötus ^{1 durch} was zu dauerhaften strukturellen und funktionellen Störungen, Wachstumsverzögerung oder Fehlgeburt in schweren Fällen stört. Es kann durch bestimmte natürliche Substanzen (teratogen) hervorgerufen werden, die ^zwei in mehrfacher Hinsicht mit der embryonalen Entwicklung stören. Während menschliche fetale Entwicklung, gemeinsame Teratogenen wie Strahlung, Infektionserreger, toxische Metalle und organische Chemikalien berichtet Mängel in Epikanthus (die Hautfalte im oberen Augenlid) und Klinodaktylie (gekrümmte Finger oder Zehen) durch morphogenetische Fehler zu verursachen ^1.

den molekularen Mechanismus der teratogenesis zu verstehen, ist der erste Schritt zur Behandlung und Prävention zu entwickeln. Mehrere Wirbeltiermodellen wie dem afrikanischen Krallenfrosch (Xenopus laevis) und Zebrafisch (Danio rerio) verwendet worden, um die molekularen Signalwege betroffen zu bestimmen, indem teratOgens. Frühere Studien haben für Epidemiologie, Toxikologie und teratogenesis ^7.3 Zebrafisch als Modell verwendet. Scholz et al. betrachtet Zebrafisch als "Goldstandard" für Umwelttoxizität Beurteilung. Dies ist darauf zurückzuführen, zum Teil auf die Transparenz des Zebrafischembryo, die Forscher können die Entwicklungsdefekt sichtbar zu machen, wie es ⁸ auftritt. Etwa 70% der menschlichen Gene haben Orthologe im Zebrafisch, Zebrafisch macht eine wünschenswerte Wirbeltiermodell für die Untersuchung menschlicher Mängel ^9.

Einige epidemiologische Studien haben vorgeschlagen, dass Nitrat und Nitrit, üblicherweise in landwirtschaftlichen Lebensmitteln und Wasser, sind im Zusammenhang mit Geburtsschäden oder Fehlgeburten ^10,11, während andere Studien nicht unterstützen diese Verbindung ^12. Nitrat _{^{(NO 3 -)}} und Nitrit (NO _{^{2 -)}} sind von Natur aus in Boden und Wasser. Sie sind eine Stickstoffquelle für Pflanzen und sind ein Teil der nitrogen Zyklus ^13. Lebensmittel wie grüne Bohnen, Karotten, Kürbis, Spinat und Rüben aus Betrieben, die Düngemittel reich an Nitrat verwenden haben Gehalte für Nitrat und Nitrit ⁷ deutlich erweitert. Milch von Kühen mit hohen Nitrat Lebensmitteln und Fisch in hohen Nitrat Wasser (vor allem aus dem Boden Abfluss ³⁰⁾ zugeführt wird auf den Menschen führen große Mengen an Nitrat und Nitrit raub ^14. Nitrat und Nitrit sind auch häufig in der Lebensmittelkonservierung verwendet, die drastisch die Menge von Menschen eingenommen ¹² erhöht.

Die optimale Einsatzmenge von Nitrat und Nitrit spielen fundamentale Rolle bei physiologischen Prozessen wie vaskuläre Homöostase und Funktion, Neurotransmission und immunologische Abwehrmechanismen des Wirts ^13-15. Allerdings Exposition gegenüber hohen Nitrat und Nitrit kann zu Nebenwirkungen führen, vor allem bei Säuglingen und Kindern ^16. Ingested Nitrat ist weiter umgewandelt zu Nitrit in der Mundhöhle von der Mikroflora und in the Gastrointestinaltrakt durch Darmflora ^17.

Nitrat setzt Kleinkinder auf einem hohen Risiko für blaues Baby-Syndrom durch Oxidation von Hämoglobin zu Methämoglobin, Hämoglobin von seinem Sauerstoff beeinträchtigt Tragfähigkeit ^18. Daraus ergibt sich die blaue Farbe der Haut, die in schweren Fällen zu peripheren Geweben erstreckt. Gehemmt Sauerstoffversorgung der Gewebe führt zu anderen Symptomen, was am schwersten zu Koma und Tod ^19,20. Ähnliche Symptome sind bei Säuglingen und Erwachsenen bei höheren Konzentrationen an Nitrat ²¹ beobachtet. Erhöhte Konzentrationen von Methämoglobin bei Erwachsenen aufgrund Nitritvergiftung führt zu Zyanose, Kopfschmerzen, Atemstörungen ^{31 und} Tod, wenn nicht aufgrund von Komplikationen behandelt im Zusammenhang mit lebenswichtigen Gewebshypoxie ^32,33.

Nitrat auf höheren Ebenen eingenommen kann auch zu verschiedenen gesundheitlichen Komplikationen. Diabetes bei Kindern, wiederkehrender Durchfall, und wiederkehrenden Infektionen der Atemwegebei Kindern wurden mit hohen Nitrataufnahme ^11,17,22 verbunden. Die chronische Exposition zu einem hohen Niveau von Nitrat wird beim Wasserlassen und Milz Blutungen verbunden. Akute Hochdosis-Exposition gegenüber Nitrat kann im Stuhl und Urin, Ohnmacht und Tod ¹¹ auf ein breites Spektrum von Erkrankungen wie Bauchschmerzen, Muskelschwäche, Blut führen. Pränatalen Exposition gegenüber Nitrat auf hohem Niveau hat mit Neuralrohr und Muskel-Skelett-Defekt ¹¹ in Verbindung gebracht.

Ein kürzlich veröffentlichter Bericht zeigte, dass Zebrafischembryonen mit Nitrit Behandlung führte sac Ödeme, Gesichtsschädel und axiale Fehlbildungen zu Eigelb und Schwimmblase noninflation ^5. In dieser Studie zeigen wir ein Verfahren zur Behandlung Zebrafischembryonen mit Nitrat und Nitrit ihre teratogene Potential zu bestimmen. Die Embryonen wurden bei verschiedenen Konzentrationen und unterschiedlich lange ausgesetzt zu Nitrit. Ethanol wurde als positive Kontrolle verwendet, da es eine etablierte teratogen ²³ ist. Our Verfahren zeigten, dass sowohl hohe Konzentrationen und langen Belichtungszeiten zu Nitrit zu Überleben und führte zu verschiedenen Phänotypen, die von mild (Ödem) zu schweren (brutto Entwicklungsdefekten) schädlich waren. Daher ist der Zebrafisch ein nützliches Modell für direkt die möglichen teratogene Wirkungen von Nitrat und Nitrit an Embryonen zu erkunden epidemiologischen Studien zu ergänzen.