OLIGOMERIC PROANTHOCYANIDINS (OPCs) MODULATING RADIATION-INDUCED OXIDATIVE STRESS ON FUNCTIONAL AND STRUCTURAL PERFORMANCE
OF EYE IN MALE RATS*

SAID, U.Z., SOLIMAN, S.M., AZAB, KH.SH. and EL-TAHAWY, N.A.

Radiation Biology Department, National Center for Radiation Research
and Technology, Atomic Energy Authority, Cairo, Egypt.

Key words: OPCs, Gamma radiation, XO, XDH, SOD,
Catalase, TBARS, Eye, Photo stimulation.

الاوليجو بروانثوسيانيدينات تحد من العبء التأكسدى الذى يحدثه الإشعاع
على المظاهر الوظيفية والتركيبية للعين فى ذكور الجرذان

أسامة زكريا سعيد و سعيد محمد سليمان و خالد شعبان عزب و نعمان عبد اللطيف الطحاوى

خلاصـــة

يمثل الإجهاد التأكسدى والشوارد الحرة دور محورى فى حدوث العديد من الظواهر المرضية فى العين مثل الكتاركت و أمراض الشبكية مما يؤدى الى فقدان البصر. اوليجو بروانثوسياندين OPC)) هو مستخلص من نبات الصنوبر و بذور العنب وله قيمة غذائية عالية حيث يحتوى على العديد من المركبات الطبيعية. تهدف هذه الدراسة إلى تقييم فاعلية الـ OPCs فى تحسين الأضرار التى يحدثها التعرض للإشعاع فى مصل وعين الجرذان وذلك من خلال دراسة التغيرات فى مستوى الجلوكوز والانسولين فى المصل وكذلك قياس مستوى مضادات الأكسدة الداخلية وعملية فوق الأكسدة للدهون بجانب دراسة بعض التغيرات الهستولوجية فى العين بالإضافة الى دراسة استجابة العين للمؤثرات الضوئية و ذلك فى الجرذان البيضاء بعد تعريض جسمها الكلى لجرعة اشعاعية قدرها 7 جراى، وقد تم تعاطى OPCs عن طريق الفم فى الجرذان يوميا لمدة 21 يوم متتالية بجرعة قدرها 100 مليجرام / كج / يوم.

أوضحت نتائج هذه الدراسة أن تعرض الجسم الكلى لأشعة جاما بجرعة موحدة (7 جراى) يؤدى الى زيادة معنوية فى مستوى المواد المتفاعلة مع حمض الثيوبربتيوريك ونشاط إنزيم الزانثين اوكسيديز فى عين الجرذان بجانب زيادة فى مستوى الجلوكوز فى المصل وتكون هذه الزيادة مصحوبة بنقص معنوى فى نشاط انزيمات السوبر أكسيد ديسميوتيز و الكتاليز والجلوتاثيون بيرواكسيديز فى العين مع نقص فى مستوى الانسولين فى المصل.

صاحب هذه التغيرات البيوكيميائية تغيرات هستوباثولوجية مثل ضمور فى خلايا الشبكية وخلل فى خلايا القرنية وتلف فى خلايا المستقبلات الضوئية و كذلك تغيرات كهروفيسيولوجية ممثلة فى انخفاض مدى استجابة العين للمؤثرات الضوئية و ذلك فى اليوم الـ 7 و 21 بعد التعرض للاشعاع. تشير النتائج إلى أن حقن الجرذان بـ OPCs يوميا لمدة 14 يوم قبل التعرض للإشعاع و7 أيام بعد التعرض للإشعاع يقلل من هذه التغيرات الضارة كما يقلل التشوهات فى خلايا العين ويحسن استجابة العين للمؤثرات الضوئية.

من نتائج هذه الدراسة يمكن استنتاج أن الـ OPCs بما يحتويه من مضادات للأكسدة يعمل على حفظ الشكل الطبيعى للخلايا من خلال الحفاظ على مستوى مضادات الاكسدة الداخلية فى عين الجرذان المعرضة للإشعاع.

ABSTRACT

Eye oxidative stress may play a major role in the etiology and pathogenesis of eye disorders such as macular degeneration and photic injury of retinal degeneration that lead to vision loss. Proanthocyanidins derived from pine bark and from grape seeds have various antipathophysiological functions. This study was performed to evaluate the role of oligomeric proanthocyanidins (OPCs) on the radiation-induced changes in rat eye tissues. OPCs were supplemented to rats (100 mg /kg body weight/ day) for 14 successive days before and 7 successive days after exposure to 7 Gy (single dose) of whole body gamma irradiation.

The results revealed radiation-induced depletion in the activities of eye endogenous antioxidant enzymes and rise in pro-oxidant levels.  Supplementation of OPCs pre- and post-irradiation has significantly reduced the levels of thiobarbituric acid reactive substances, xanthine oxidase, and significantly ameliorated the activities of xanthine dehydrogenase and reactive oxygen scavenging enzymes such as superoxide dismutase, glutathione peroxidase and catalase activities in eye tissues. OPCs significantly ameliorated the radiation-induced changes in levels of insulin and glucose in the serum. The oxidative stress induced cellular damage as indicated by retardation in the responses of eye to photo stimulation as well as histopathological changes in the eye tissues. Severe intra-retinal hemorrhages, cornea swelling, disruption of photoreceptor layer of the retina and epithelial necrosis were seen. The eye tissues of rats that received OPCs supplement showed significant less severe histological damage and remarkable improvement in photo stimulation responses when compared to irradiated rats on the 7^th and 21^st days after exposure to gamma irradiation.

According to the results obtained, it could be concluded that OPCs might protect the eye tissues from the oxidative stress possibly by virtue of its antioxidative activity through augmentation of antioxidant enzymes and decreasing the amount of pro-oxidants. Additionally, the synergistic relationship between the natural phytochemicals found in OPCs might play an important role in protecting eyes and visual acuity.