Wpływ czasu ekspozycji i stężenia fluoru na homeostazę komórek

• Authors: Ewa Kurzeja , Katarzyna Pawłowska-Góral , Marcin Burzyński , Karolina Bycina

Title variants

EN

The effects of exposure time and fluorine concentration on cell homeostasis

• Languages of publication: PL

Abstracts

PL

Wstęp. Zawartość fluoru w żywności zależy od obecności jego związków w wodzie, glebie i powietrzu. Duża aktywność jonu fluorkowego i znaczne powinowactwo do metali dwuwartościowych, będących kofaktorami wielu enzymów, może powodować zmiany aktywności tych enzymów skutkujące m.in. zmianami stężenia ATP oraz powstawaniem wolnych rodników w komórce. Celem pracy była ocena wpływu fluoru na wzrost hodowli oraz homeostazę komórek. Materiał i metody. Badania prowadzono na fibroblastach izolowanych metodą eksplantów tkanki ze skóry pobranej z ogona i brzucha myszy, szczepu BALB/c. Fibroblasty hodowano z dodatkiem fluorku sodu o stężeniu końcowym: 0,03 mmol/l; 0,06 mmol/l i 0,12 mmol/l. Czas hodowli wynosił: 1, 3 i 6 dni. Wyznaczano wskaźnik wzrostu hodowli (N/N0) oraz oznaczano stężenia: ATP i uwolnionego do pożywki, tlenku azotu. Wyniki przeliczano na 12106 komórek. Wyniki. Uzyskane wyniki wskazują, że obecność jonów fluorkowych powoduje inhibicję wzrostu hodowli fibroblastów, obniżenie syntezy ATP oraz zmniejszenie wytwarzania tlenku azotu(II). Zmiany są zależne od stężenia fluorku i czasu trwania hodowli. Wnioski. Długotrwała ekspozycja nawet na niskie stężenia fluoru zaburza homeostazę komórek.

EN

Introduction. The fluorine content in food depends on the presence of its compounds in water, soil and air. Owing to the high activity of the fluoride ion and its significant affinity to divalent metals, which are co-factors of many enzymes, changes in the activity of these enzymes may take place, resulting, among other things, in ATP concentration changes and free radical generation. The aim of this work was to assess the effects of length of exposure and fluorine concentration on culture growth, fibroblast energy homeostasis and the production of nitric oxide. Material and methods. The research was conducted on fibroblasts isolated by means of mouse skin tissue explants from the tail and abdomen, BALB/c strain. The culture was bred with added sodium fluoride of final concentration of: 0.03 mmol/l; 0.06 mmol/l and 0.12 mmol/l. The culture growth time was: 1, 3 and 6 days. The culture growth indicator (N/N0) was determined, as well as the ATP concentration and the amount of nitric oxide(II) released into the medium. The results obtained were calculated for 12106 cells. Results. The highest values of the growth indicator, ATP concentration and nitric oxide were found in control cultures. The results obtained suggest that the presence of fluoride ions inhibits fibroblast culture growth, decreases ATP synthesis and lowers nitric oxide(II) production. The changes depend on the concentration of fluoride and the time of cell culture cultivation. Conclusions. Long-term exposure even to low fluoride concentrations disturbs cell homeostasis.

Keywords

EN

"adenozynotrifosforan (ATP)"; "fluor"; "tlenek azotu"; "wskaźnik wzrostu hodowli"

Discipline

• MEDICINE: MEDICINE

• Publisher: Polish Society of Environmental Medicine, Institute of Occupational Medicine and Environmental Health
• Journal: Medycyna Środowiskowa - Environmental Medicine
• Year: 2015
• Volume: 18
• Issue: 3
• Pages: 12-16

Contributors

author

Ewa Kurzeja

• Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej w Sosnowcu, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, Katedra i Zakład Żywności i Żywienia

author

Katarzyna Pawłowska-Góral

• Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej w Sosnowcu, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, Katedra i Zakład Żywności i Żywienia

author

Marcin Burzyński

• Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej w Sosnowcu, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, Katedra i Zakład Żywności i Żywienia

author

Karolina Bycina

• Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej w Sosnowcu, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, Katedra i Zakład Żywności i Żywienia

References

• 1. Gazzano E., Bergandi L., Riganti C. i wsp.: Fluoride effects: the two faces of janus. Curr Med Chem 2010; 17(22): 2431-2441.
• 2. Tenuta L.M., Cury J.A.: Fluoride: its role in dentistry. Braz Oral Res 2010; (24): 9-17.
• 3. Jarosz M. (red): Normy Żywienia dla populacji polskiej – nowelizacja. IŻŻ Warszawa 2012: 140.
• 4. Dhar V., Bhatnagar M.: Physiology and toxicity fluoride. Indian J Dent Res 2009; 20: 350-355.
• 5. Malinowska E., Inkielewicz I., Czarnowski W. i wsp.: Assessment of fluoride concentration and daily intake by human from tea and herbal infusions. Food Chem Toxicol 2008; (46): 1055–1061.
• 6. Wen D., Zhang F., Zhang E. i wsp.: Arsenic, fluoride and iodine in groundwater of China. Journal of Geochemical Exploration 2013; (135): 1–21.
• 7. Reddy G.B.: Fluoride toxicity and oxidative stress. Fluoride 2004; 37: 43-44.
• 8. Philips D.J.: Dye exclusion test for cell viability, in: tissue, culture, methods and application. Acad Press 1978; 406-408.
• 9. Kangas L., Gronroos M., Nieminen A.L.: Bioluminescence of cellular ATP: a new method for evaluating cytotoxic agents in vitro. Med Biol 1984; 62: 338–343.
• 10. Duan X., Xu H., Wang Y., Wang H., Li G., Jing L.: Expression of core-binding factor 1 and osteocalcin in fluoride-treated fibroblasts and osteoblasts. Journal of Trace Elements in Medicine and Biology 2014; 28: 278–283.
• 11. Hye-Jin L., Choong-Ho C.: Anti-inflammatory effects of bamboo salt and sodium fluoride in human gingival fibroblasts – An in vitro study. Kaohsiung J Med Sci 2015; 31: 303-308.
• 12. Machoy Z.: Wpływ związków fluoru na łańcuch oddechowy. Bromat Chem Toksykol 1981; 24: 101-106.
• 13. Adamek E., Pawłowska-Góral K., Bober K.: Wpływ jonów fluorkowych na aktywność enzymów w badaniach in vitro i in vivo. Ann Acad Med Stetin 2005; 51: 69-85.
• 14. Dogan S., Gunay H., Leyhausen G., Geurtsen W.: Chemicalbiological interactions of NaF with three different cell lines and caries pathogen Streptococcus sobrinus. Clin Oral Investig 2002; 6: 92-97.
• 15. Jeng J.H., Heiseh C.C., Lan M.C., Chang S.k., Lin S.J., Hahn L.J., Kuo M.Y.: Cytotoxicity od sodium fluoride on human oral mucosal fibroblasts and its mechanisms. Cell Biol Toxicol 1998; 14: 383-289.
• 16. Jędra M., Urbanek-Karłowska B., Gawarska H., Sawilska-Rautenstrauch D.: Zawartość fluoru w napojach bezalkoholowych produkowanych w Polsce. Roczn. PZH 2006; 57: 203–210.
• 17. Commission Directive 2003/40/EC of 16 May 2003 establishing the list, concentration limits and labeling requirements for the constituents of natural mineral waters and the conditions for using ozone-enriched air for the treatment of natural mineral waters and the conditions for using ozoneenriched air for the treatment of natural mineral waters and spring waters. Off J European Union L 126/34, 22.05.2003.
• 18. Lee J.H., Jung J.Y., Jeong Y.J., i wsp.: Involvement of both mitochondrial- and death receptor-dependent apoptotic pathways regulated by Bcl-2 family in sodium fluoride-induced apoptosis of the human gingival fibroblasts. Toxicology 2008; 243(3): 340-347.
• 19. Gutowska I., Baranowsla-Bosiacka I., Baskiewicz M. i wsp.: Fluoride as a pro-inflammatory factor and inhibitor of ATP bioavailability in differentiated human TH1 monocytic cells. Toxicol Lett 2010; 196: 74–79.
• 20. Hassan H.A., Abdel-Aziz A.F.: Evaluation of free radical-scavenging and anti-oxidant properties of black berry against fluoride toxicity in rats. Food Chem Toxicol 2010; 48: 1999-2004.
• 21. Inkielewicz-Stępniak I., Czarnowski W.: Oxidative stress parameters in rats exposed to fluoride and caffeine. Food Chem Toxicol 2010; 48: 1607-1611.
• 22. Pal S., Sarkar Ch.: Protective effect of resveratrol on fluoride induced alteration in protein and nucleic acid metabolism, DNA damage and biogenic amines in rat brain. Environ Toxicol Pharmacol 2014; 38: 684-699.

• Document Type: article