Korzystny wpływ selenu i magnezu na obniżenie stresu oksydacyjnego w mózgach szczurów zatruwanych alkoholem

• Authors: Iwona Markiewicz-Górka , Marcin Zawadzki , Lidia Januszewska , Iwona Pirogowicz , Krystyna Pawlas

Title variants

EN

Beneficial effect of selenium and magnesium on reduction of oxidative stress in brain of rats intoxicated with alcohol

• Languages of publication: PL

Abstracts

PL

Celem pracy była ocena wpływu suplementacji selenem
i/lub magnezem na aktywność enzymów antyoksydacyjnych
i złagodzenie, indukowanego przez alkohol,
stresu oksydacyjnego w mózgach szczurów. 40 szczurów,
samców, szczepu Wistar podzielono na 5 grup: 1 kontrolną
i 4 grupy pijące alkohol. Szczury zatruwane alkoholem
otrzymywały do picia 15% roztwór etanolu
przez 4 dni w tygodniu, a przez kolejne 3 dni podawano
im czystą wodę lub wodę z dodatkiem magnezu (100
mg Mg/l H2O), selenu (0,4 mg Se/l H2O) lub jednocześnie
magnezu i selenu. Eksperyment prowadzono
przez 3 miesiące. Zatruwanie szczurów etanolem, powodowało
obniżenie aktywności katalazy (o 20%) i znaczący
(blisko dwukrotny) wzrost stężenia malonylodialdehydu
(MDA) w mózgach w porównaniu do zwierząt
kontrolnych. Podawanie szczurom magnezu i/lub selenu
zwiększało aktywność katalazy i dysmutazy ponadtlenkowej
oraz obniżało stężenie MDA w mózgach.
U szczurów pijących alkohol obserwowano także wzrost
aktywności peroksydazy glutationowej (GPx). Aktywności
peroksydazy glutationowej i katalazy w mózgach
były najwyższe u zwierząt, którym jednocześnie podawano
Mg i Se.
Wnioski: Zwiększenie podaży Se i/lub Mg w okresach
abstynenckich powoduje wzrost aktywności enzymów
neutralizujących wolne rodniki i obniżenie stresu
oksydacyjnego w mózgach szczurów.

EN

The aim of the study was to estimate the influence
of supplementation with selenium and/or with magnesium
the activities of antioxidative enzymes and alleviation
of oxidative stress induced by ethanol in the
rats brains. Forty male rats of Wistar strain were organized
into five groups: 1 control and 4 groups which
were given to drink alcohol. Rats were intoxicated
with 15% solution of ethanol 4 days a week, and tap
water and also water supplemented with selenium (0.4
mg Se/l), magnesium (100 mg Mg/l) or simultaneously with magnesium and selenium for the next 3 days. The
experiment has been carried out for over 3 months.
The intoxication of rats with ethanol decreased catalase
activity (about 20%) and significantly (about twice)
rose the concentration of malonylodialdehyde (MDA)
in brains in comparison with the control animals. Magnesium
and/or selenium administration increased catalase
and superoxide dismutase activities and lowered
concentration of MDA in brains. In rats drinking alcohol
increase of activity of glutathione peroxidise (GPx)
was noted. The highest glutathione peroxidase and catalase
activities were found in brains of rats supplemented
with magnesium and selenium simultaneously.
Conclusions: Increased supply of Se and/or Mg during
the periods of abstinence increases the activities of
enzymes neutralizing free radicals and lessens oxidative
alcohol induced stress in brains of rats.

Keywords

EN

alkohol; magnez; malonylodialdehyd; mózg; selen

• Publisher: Polish Society of Environmental Medicine, Institute of Occupational Medicine and Environmental Health
• Journal: Medycyna Środowiskowa - Environmental Medicine
• Year: 2012
• Volume: 15
• Issue: 2
• Pages: 55-63

Contributors

author

Iwona Markiewicz-Górka

• Katedra i Zakład Higieny, Akademia Medyczna im. Piastów Śląskich we Wrocławiu

author

Marcin Zawadzki

• Katedra i Zakład Higieny, Akademia Medyczna im. Piastów Śląskich we Wrocławiu

author

Lidia Januszewska

• Katedra i Zakład Higieny, Akademia Medyczna im. Piastów Śląskich we Wrocławiu

author

Iwona Pirogowicz

• Katedra i Zakład Higieny, Akademia Medyczna im. Piastów Śląskich we Wrocławiu

author

Krystyna Pawlas

• Katedra i Zakład Higieny, Akademia Medyczna im. Piastów Śląskich we Wrocławiu

References

• 1. Defeng W., Cederbaum A. I.: Alcohol, oxidative stress, and free radical damage; Alcohol Health Re World 2003; 27; 4: 277-284.
• 2. Augustyniak A., Michalak K., Skrzydlewska E. Wpływ stresu oksydacyjnego indukowanego etanolem na ośrodkowy układ nerwowy (OUN). Postepy Hig Med Dośw. 2005; 59: 464-471.
• 3. Nakamura K., Iwahashi K., Furukawa A. i wsp.: Acetaldehyde adducts in the brain of alcoholics. Arch Toxicol 2003; 77: 591-593.
• 4. Czech E., HartlebM. Non-oxidative metabolism of ethanol and its influence on the metabolic pathway of serotonin and transferrin. Probl Forensic Sci 2002; 52: 37-51.
• 5. Das S. K., Hiran K. R., Mukherjee S.: Oxidative stress is the primary event: effects of ethanol consumption in brain. Indian J Clin Biochem 2007; 22, 1: 99-104.
• 6. Addolorato G., Capristo E., Greco A. V.: Influence of chronic alcohol abuse on body weight and energy metabolism: is excess ethanol consumption a risk factor for obesity or malnutrition? J Intern Med 1998; 244, 5: 387-395.
• 7. Gueguen S. et al.: Changes in serum retinol, a-tocopherol, vitamin C, carotenoids, zinc and selenium after micronutrient supplementation during alcohol rehabilitation. J Am Coll Nutr 2003; 22, 4, s. 303-310.
• 8. Sher L.: Role of selenium depletion in the etiopathogenesis of depression in patient with alcoholism. Med. Hypotheses 2002; 59, 3: 330-333.
• 9. Romani A. M. P. Magnesium homeostasis and alcohol consumption. Magnes Res 2008; 21,4: 197-204.
• 10. Schweizer U., Bräuer A. U., Köhrle J. i wsp.: Selenium and brain function: a poorly recognized liaison. Brain Res Brain Res Rev 2004; 45.3: 164-78.
• 11. Navarro-Alarco􀀀n M., Lo􀀀pez-Martínez M. C.: Essentiality of selenium in the human body: relationship with different diseases. Sci Total Environ 2000; 249: 347-371.
• 12. Wasowicz W., Gromadzinska J., Rydzynski K. i wsp.: Selenium status of low-selenium area residents: Polish experience. Toxicol Lett 2003; 137: 95-101.
• 13. Kłapcińska B., Poprzęcki S., Danch A.: Blood Selenium Concentration of Residents of Upper Silesia: Relation to Age and Gender. Polish J of Environ Stud. 2006; 15, 5: 753-758.
• 14. Laires M. J., Monteiro C. P., Bicho M.: Role of cellular magnesium in health and human disease. Front Biosci 2004; 9, 1: 262-276.
• 15. Pacewicz T., Moniuszko-Jakoniuk J., Brzóska M. M.: The Influence of Ethanol on Magnesium Body Status. Polish J of Environ Stud 2008; 17, 4: 447-456.
• 16. Regan R. F., Guo Y.: Magnesium deprivation decreases cellular reduced glutathione and causes oxidative neuronal death in murine cortical cultures. Brain Res 2001; 890: 177-183.
• 17. Markiewicz-Górka I., Zawadzki M., Januszewska L., Hombek- Urban K., Pawlas K. Influence of selenium and/or magnesium on alleviation alcohol induced oxidative stress in rats, normalization function of liver and changes in serum lipid parameters. Hum Exp Toxicol 2011; 30, 11: 1811-1827.
• 18. Turkcu U. O., Bilgihan A., Biberoglu G. i wsp.: Carnosine supplementation protects rat brain tissue against ethanolinduced oxidative stress. Mol Cell Biochem 2010; 339: 55–61.
• 19. Rumpa T. J., Muneera P. M. A., Szlachetka A. M.: Acetyl- L-carnitine protects neuronal function from alcohol induced oxidative damage in the brain. Free Radic Biol Med 2010; 49,10: 1494-1504.
• 20. Li W.,. Liu W.,. Altura B. T.,. Altura B. M.: Catalase prevents elevation of [Ca2+] i induced by alcohol in cultured canine cerebral vascular smooth muscle cells: Possible relationship to alcohol-induced stroke and brain pathology. Brain Res Bull 2003; 59, 4: 315-318.
• 21. HuangM. C., Chen C. H., Peng F. C., Tang S. H., Chen C. C.: Alterations in Oxidative Stress Status During Early Alcohol Withdrawal in Alcoholic Patients. J Formos Med Assoc 2009; 108, 7, 560-569.
• 22. Tsai G. E., Ragan P., Chang R. et al.: Increased Glutamatergic Neurotransmission and Oxidative Stress After Alcohol Withdrawal. Am J Psychiatry 1998; 155: 726-732.
• 23. Chen C. H., Pan C. H., Chen C. C. i wsp.: Increased Oxidative DNA Damage in Patients With Alcohol Dependence and Its Correlation With Alcohol Withdrawal Severity. Alcohol Clin Exp Res 2011; 35, 2: 338-344.
• 24. Czeczot H., Ścibior-Bentkowska D., Skrzycki M., Podsiad M.: Ocena poziomu peroksydacji lipidów w surowicy chorych z nowotworami przewodu pokarmowego. Wiad Lek 2010, LXIII, 3; 180-187.
• 25. Sayre L. M., Perry G., Smit M. A.: Oxidative Stress and Neurotoxicity. Chem Res Toxicol 2008; 21: 172-188.
• 26. Somani S. M. and Husain K.: Interaction of Exercise Training and Chronic Ethanol Ingestion on Antioxidant System of Rat Brain Regions. J Appl Toxicol 1997; 17, 5: 329-336.
• 27. Adebayo O. L., Adenuga G. A.: Protective Effect of Selenium on Protein-Undernutrition-Induced Brain Damage in Rats. Biol Trace Elem Res 2007; 116: 227-234.
• 28. Ema M.,. Gebrewold A.,. Altura B. T. i wsp.: Alcohol-Induced Vascular Damage of Brain Is Ameliorated by Administration of Magnesium. Alcohol 1998; 15, 2: 95-103.
• 29. Regan R. F., Jasper E., Guo Y. and Panter S. S.: The Effect of Magnesium on Oxidative Neuronal Injury In Vitro. J Neurochem 1998; 70: 77-85.
• 30. Liu Y., Guo Y., Wang Z. and Nie W.: Effects of source and level of magnesium on catalase activity and its gene expression in livers of broiler chickens. Arch Anim Nutr 2007; 61,4: 292-300.
• 31. Martin H., Uring-Lambert B., Adrian M. i wsp.: Effects of long-term dietary intake of magnesium on oxidative stress, apoptosis and ageing in rat liver. Magnes Res 2008; 21, 2: 124-130.

• Document Type: paper