The effects of zinc sulfate on the levels of some elements and oxidative stress occurring in lenses of rats exposed to total cranium radiotherapy

Eurasian J Med. 2009 Aug;41(2):110-5.

Abstract

Objective: There is currently substantial clinical interest in zinc (Zn) as an antioxidant and a protective agent against radiation-related normal tissue injury. To further assess the potential antioxidative effects, the effects of Zn were studied in rat lenses, a model of radiation-induced oxidative stress.

Materials and methods: Sprague-Dawley rats were divided into three equal groups. Group 1 received neither Zn nor irradiation (control group). Group 2 (RT group) and 3 (RT+Zn group) were exposed to total cranium irradiation of 5 Gy in a single dose by using a cobalt-60 teletherapy unit. In addition to irradiation, group 3 was administered 10 mg/kg/day Zn. At the end of 10 days, the rats were killed. Their eyes were enucleated to measure the activities of antioxidant enzymes and the levels of iron, calcium, sodium and potassium.

Results: Irradiation significantly increased malondialdehyde levels as an end product of lipid peroxidation, glutathione peroxidase activity, and iron and calcium concentrations. Irradiation decreased super-oxide dismutase activities and zinc concentrations in the rat lens, indicating an increased oxidative stress generated by the decomposition of water and/or Fenton reaction. Malondialdehyde levels and iron and calcium concentrations were significantly decreased, and superoxide dismutase and glutathione peroxidase activities and zinc concentrations were increased, in the rat lenses of the RT+Zn group. No differences were detected in any final measurement of sodium and potassium in the direct comparison among all groups.

Conclusion: Zinc, acting as an antioxidant agent, may protect the lens from radiation-induced injury by improving oxidative stress generated by the decomposition of water and/or Fenton reaction.

Amaç: Halen bir antioksidan ve radyasyona bağlı normal doku hasarına karşı koruyucu bir ajan olarak çinkoya (Zn) azımsanmayacak klinik ilgi vardır. Bu, ilacın potansiyel antioksidan etkilerini daha fazla değerlendirmek için, sıçanların lenslerinde radyasyona bağlı oluşan oksidatif stres modeli kullanılarak çinkonun antioksidan etkileri çalışıldı.

Gereç ve yöntem: Sprague-Dawley türü sıçanlar üç eşit gruba bölündü. Grup 1 ne Zn ne de radyasyon aldı (kontrol grubu). Grup 2 (RT grubu) ve 3 (RT+Zn grubu) cobalt-60 teleterapi cihazı kullanılarak tek doz 5 Gy total kraniyal radyasyona maruz bırakıldı. Işınlamaya ek olarak grup 3’e 10mg/kg/gün Zn verildi. On günün sonunda sıçanlar sakrifiye edildi. Sıçanların gözlerine antioksidan enzimlerin aktiviteleri ve bazı elementlerin seviyelerinin ölçülmesi için enükleasyon yapıldı.

Bulgular: Işınlama anlamlı şekilde lipid peroksidasyonunun bir son ürünü olan malondialdehit seviyelerini, glutatyon peroksidaz aktivitesini, demir ve kalsiyum konsantrasyonlarını artırdı ve su ve/ veya fenton reaksiyonunun dekomposizyonu ile artmış oksidatif stresin göstergesi olarak sıçan lenslerinde çinko konsantrasyonu ve süperoksit dismutaz aktivitesi azaldı. Malondialdehit seviyelerinde, demir ve kalsiyum konsantrasyonlarında anlamlı bir azalma ve süperoksit dismutaz, glutatyon peroksidaz aktiviteleri ve çinko konsantrasyonlarında anlamlı artış, RT+Zn grubunda ki sıçanların lenslerinde bulundu. Tüm grupların direkt karşılaştırmasında sodyum ve potasyum son ölçümlerinde herhangi bir fark tespit edilmedi.

Sonuç: Çinko; su ve/veya fenton reaksiyonunun dekomposizyonu ile oluşan oksidatif stresin meydana getirdiği radyasyona bağlı hasardan bir antioksidan ajan olarak lensi koruyabilir.

Keywords: Antioxidant enzymes; Oxidative stress; Radiotherapy; Trace elements; Zinc sulfate.