اثرات نانوذرات کروسین بر سطح عناصر کمیاب در شرایط استرس اکسیداتیو ناشی از پاراکوات در موش صحرایی

پاراکوات، یک علف‌کش غیرانتخابی، عمدتاً از طریق ایجاد استرس اکسیداتیو موجب سمیت می‌شود و پادزهر اختصاصی برای آن وجود ندارد. شواهد نشان می‌دهند که پاراکوات با برهم زدن هموستاز یونی، بر عناصر کمیاب ضروریِ دخیل در سیستم دفاعی آنتی‌اکسیدانی تأثیر می‌گذارد. کروسین، که یک آنتی‌اکسیدان مشتق‌شده از زعفران است، می‌تواند با این اثرات مقابله کند؛ هرچند ناپایداری آن، کاربرد درمانی‌اش را محدود می‌سازد. نیوزوم‌ها به عنوان نانوحامل، موجب بهبود تحویل و اثربخشی کروسین می‌شوند. مطالعه حاضر به بررسی اثرات کروسین و نیوزوم‌های حاوی کروسین بر سطوح سرمی کلسیم، آهن، مس، روی، منیزیم، ظرفیت تام آنتی‌اکسیدانی (TAC)، گروه‌های تیول تام (TTG) و پراکسیداسیون لیپیدی (LPO) در شرایط استرس اکسیداتیو ناشی از پاراکوات در موش‌های صحرایی نر پرداخت. در این پژوهش، ۳۰ سر موش صحرایی نر نژاد ویستار به مدت یک هفته در شش گروه (۵ سر در هر گروه) تقسیم‌بندی شدند: گروه سالین نرمال، پاراکوات (۵ میلی‌گرم/کیلوگرم به صورت خوراکی)، کروسین (۲۰۰ میلی‌گرم/کیلوگرم به صورت داخل صفاقی)، نیوزوم‌های کروسین (۲۰۰ میلی‌گرم/کیلوگرم به صورت داخل صفاقی)، پاراکوات + کروسین، و پاراکوات + نیوزوم‌های کروسین. سطوح سرمی کلسیم، آهن، مس، روی و منیزیم پس از هضم اسیدی، با استفاده از روش طیف‌سنجی نشر نوری پلاسمای جفت‌شده القایی (ICP-OES) اندازه‌گیری شد. همچنین، سطوح سرمی TAC، TTG و LPO مورد ارزیابی قرار گرفت. پاراکوات باعث افزایش سطوح سرمی LPO، TAC و TTG شد. هم کروسین و هم کروسینِ نیوزومی، افزایش LPO را کاهش دادند، اما نیوزوم‌ها در بازگرداندن سطوح TAC و TTG به حالت طبیعی، کارایی بهتری نشان دادند. شایان ذکر است که کروسین به تنهایی، گاهی موجب افزایش شاخص‌های اکسیداتیو می‌شد. پاراکوات سطوح سرمی آهن و کلسیم را افزایش و سطوح مس و روی را کاهش داد (0.05 > p). درمان با کروسین، افزایش کلسیم ناشی از پاراکوات را تعدیل کرد؛ در حالی که کروسینِ نیوزومی با تغییرات ایجادشده توسط پاراکوات در سطوح کلسیم، آهن، مس و روی مقابله نمود و غلظت سرمی آن‌ها را به مقادیر گروه کنترل نزدیک‌تر کرد. نه پاراکوات و نه نیوزوم‌ها، تغییری در سطوح منیزیم ایجاد نکردند. سیستم تحویل نیوزومی، کارایی کروسین را در کاهش استرس اکسیداتیو و برطرف‌سازی اختلال در تعادل عناصر کمیاب سرم ناشی از پاراکوات، افزایش می‌دهد. این نتایج، کروسینِ نیوزومی را به عنوان یک درمان نانو-آنتی‌اکسیدانی نویدبخش معرفی می‌کند و انجام تحقیقات بیشتر پیرامون اثرات محافظتی آن بر اندام‌ها و مکانیسم‌های عمل آن را ضروری می‌سازد.

Paraquat, a non-spesific herbicide, induces toxicity primarily through oxidative stress, with no specific antidote available. Evidence suggests paraquat disrupts ion homeostasis, affecting essential trace elements involved in antioxidant defense. Crocin, a saffron-derived antioxidant, may counteract these effects, though its instability limits therapeutic use. Niosomes, as nanocarriers, enhance crocin delivery and efficacy. This study investigated the effects of crocin and crocin-loaded niosomes on serum levels of calcium, iron, copper, zinc, magnesium, total antioxidant capacity (TAC), total thiol groups (TTG) and Lipid peroxidation (LPO) in paraquat-induction oxidative stress in male rats. Thirty male Wistar rats were allocated to six groups (n = 5): normal saline, paraquat (5 mg/kg orally), crocin (200 mg/kg IP), crocin-niosomes (200 mg/kg IP), paraquat + crocin, or paraquat + crocin-niosomes for one week. Serum levels of calcium, iron, copper, zinc, and magnesium were measured via inductively coupled plasma optical emission spectrometry) ICP-OES( after acid digestion. also, we evaluated serum TAC, TTG and LPO levels. Paraquat increased serum LPO, TAC, and TTG levels. Both crocin and niosomal crocin reduced LPO elevation, with niosomes showing superior efficacy in normalizing TAC and TTG. Notably, crocin alone occasionally increased oxidative parameters. Paraquat increased serum iron and calcium while decreasing copper and zinc (p < 0.05). Crocin treatment attenuated the paraquat-induced rise in calcium, whereas crocin-niosomes counteracted the paraquat-induced alterations in calcium, iron, copper, and zinc, bringing their serum levels closer to those of the control group. Neither paraquat nor niosomes altered magnesium levels. Niosomal delivery enhances crocin’s efficacy in mitigating paraquat-induced oxidative stress and trace element dysregulation in serum. These results underscore niosomal crocin’s as a promising nano-antioxidant therapy, warranting further investigation into its organ-protective effects and mechanistic pathways.