Advances in Clinical and Experimental Medicine
2006, vol. 15, nr 5, September-October, p. 767–776
Publication type: original article
Language: English
Morin−5’−Sulfonic Acid Sodium Salt as an Antidote in the Treatment of Acute Chromium Poisoning in Rats
Sól sodowa kwasu moryno−5’−sulfonowego jako odtrutka w leczeniu ostrego zatrucia związkiem chromu u szczurów
1 Department of Pharmacology, Silesian Piasts University of Medicine in Wrocław, Poland
2 Department of Inorganic and Analytical Chemistry, Chemical Faculty, University of Technology, Rzeszów, Poland
3 Department of Pathological Anatomy, Silesian Piasts University of Medicine in Wrocław, Poland
Abstract
Background. Cr(VI) ions exhibit greater toxicity than Cr(III) ions since they easily cross biological membranes and have caustic properties. In vitro studies demonstrated the ability of morin−5’−sulfonic acid sodium salt (NaMSA) to reduce Cr(VI) ions to the less toxic Cr(III) ions. Therefore it can be expected that administering NaMSA in chromium(VI) poisoning will promote the reduction of chromium ions from the oxidation state of +6 to +3, which would alleviate the course of the intoxication.
Objectives. Evaluating the efficacy of NaMSA in the treatment of acute Cr(VI) poisoning.
Material and Methods. Experiments were performed on Wistar rats, which were divided into a control group (K) and four test groups (A, B, C, D). All the animals were administered chromium trioxide (CrO3) intragastrically at its LD50 level. The antidote (NaMSA) was administered intragastrically once at 50 mg/kg (group A) or 100 mg/kg (group B) 30 min after treatment with the poison. In the remaining groups, NaMSA was injected intraperitoneally two hours after poison administration, and then twice a day for four days at 50 mg/kg (group C) or 100 mg/kg (group D).
Results. The activities of aminotransferases and the concentrations of bilirubin, urea, and creatinine in blood were observed to increase in groups K, C, and D, which indicates damage to the parenchyma of organs. There was no reduction in mortality in groups A, C, and D in comparison with the control group. A reduction in mortality was observed only in group B.
Conclusion. Treatment of acute CrO3 poisoning in rats was effective in decreasing the mortality of poisoned animals, lowering damage to the parenchyma of organs, and suppression of chromium absorption only when NaMSA was administered intragastrically at a dose of 100 mg/kg. NaMSA’s mechanism of detoxification is most probably based on the reduction of Cr(VI) ions to Cr(III) ions, which do not show caustic properties and are poorly absorbed from the digestive tract.
Streszczenie
Wprowadzenie. Sześciowartościowe jony chromu Cr(VI) wykazują większą toksyczność niż jony Cr(III), ponieważ łatwiej przenikają przez błony biologiczne i mają właściwości żrące. Badania in vitro wykazały, że sól sodowa kwasu moryno−5’−sulfonowego (NaMSA) redukuje jony Cr(VI) do mniej toksycznych jonów Cr(III). Dlatego można przypuszczać, że podanie NaMSA w zatruciu chromem sześciowartościowym spowoduje redukcję jonów Cr(VI) do jonów Cr(III), co mogłoby wpłynąć korzystnie na przebieg zatrucia.
Cel pracy. Określenie skuteczności NaMSA jako odtrutki w ostrym zatruciu chromem sześciowartościowym.
Materiał i metody. Badania przeprowadzono na szczurach szczepu Wistar podzielonych na grupę kontrolną K i 4 grupy badane (A, B, C, D). Wszystkie zwierzęta otrzymały dożołądkowo (i.g.) dawkę LD50 trójtlenku chromu (CrO3). Po 30 min podano i.g. odtrutkę (NaMSA) w dawce 50 mg/kg (grupa A) lub 100 mg/kg (grupa B). W pozostałych grupach NaMSA wstrzyknięto dootrzewnowo 2 godz. po podaniu trucizny, a następnie kontynuowano podawanie przez 4 dni 2 razy dziennie w dawce 50 mg/kg (grupa C) lub 100 mg/kg (grupa D).
Wyniki. W grupach K, C i D wzrosła aktywność aminotransferaz, stężenie bilirubiny, mocznika i kreatyniny, co wskazuje na uszkodzenie narządów miąższowych. Nie stwierdzono zmniejszenia śmiertelności w grupach A, C i D w porównaniu do grupy K. Śmiertelność zatrutych zwierząt obniżyła się jedynie w grupie B.
Wnioski. Leczenie ostrego zatrucia CrO3 spowodowało obniżenie śmiertelności, zmniejszenie uszkodzenia narządów wewnętrznych oraz wchłaniania chromu z przewodu pokarmowego jedynie w grupie szczurów otrzymujących NaMSA w dawce 100 mg/kg (grupa B). Działanie NaMSA jako odtrutki wynika najprawdopodobniej z redukowania jonów Cr(VI) do jonów Cr(III), które nie wykazują działania żrącego i gorzej wchłaniają się z przewodu pokarmowego.
Key words
chromium trioxide, acute poisoning, NaMSA, rats
Słowa kluczowe
trójtlenek chromu, ostre zatrucie, NaMSA, szczury
References (17)
- Ellenhorn M: Diagnosis and Treatment of Human Poisoning. In: Ellenhorn’s Medical Toxicology. Williams & Wilkins, Baltimore 1997, 2nd ed., 1551–552.
- Kłopotowski J: Metals and metalloids. Chromium compounds. In: Clinical Toxicology (Polish). Eds.: Bogdanik T. PZWL, Warsaw 1988, 419–420.
- Szajewski J, Feldman R, Glińska−Serwin M: Lexicon of Acute Poisonings (Polish). PZWL, Warsaw 2000, 1st ed., 182–183.
- Hamilton JW, Watterhahn KE: Chromium. In: Handbook on Toxicity of Inorganic Compounds. Eds.: Seiler HG, Sigel H, Marcel Dekker Inc., New York 1988, 239–250.
- Kopacz M: Sulfonic Derivatives of Morin. Pol J Chem 1981, 55, 227–229.
- Kopacz M, Kuźniar A: Complexes of Cadmium(II), Mercury(II) and Lead(II) with Quercetin−5’−sulfonic Acid (QSA). Pol J Chem 2003, 77, 1777–1786.
- Szeląg A, Magdalan J, Kopacz M, Kuźniar A, Kowalski P, Pieśniewska M: Assessment of efficacy of quercetin−5’−sulfonic acid sodium salt in the treatment of acute chromium poisoning: experimental studies. Pol J Pharmacol 2003, 55, 1097–1103.
- Kopacz M, Nowak D, Kopacz S: Quercetin Sulfonic Derivatives as Antidotes to Heavy Metals. Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej 2002, 194, 41–48.
- Kopacz M: Quercetinand Morinosulfonates as Analytical Reagents. J Anal Chem 2003, 58, 225–229.
- Bujonek B: Potentiometric Determination of Dissociation Constants for Sodium Salt of Morin−5’−Sulfonic Acid (NaMSA) and Stability Constants for Complexes Co(II), Ni(II) and Cu(II) with NaMSA. Pol J Chem 1993, 67, 1339–1344.
- Jodynis−Liebert J, Seńczuk W: Toxicometry. In: Toxicology (Polish). Eds.: Seńczuk W. PZWL, Warsaw 1994, 222–259.
- Slooff W: Integrated criteria document chromium. Bilthoven, Netherlands, National Institute of Public Health and Environmental Protection, 1989, Report no. 758701002.
- Donaldson RM, Barreras RF: Intestinal absorption of trace quantities of chromium. J Lab Clin Med 1966, 68, 484–493.
- Yamaguchi S, Sano K, Shimojo N: On the biological half−time of hexavalent chromium in rats. Ind Health 1983, 21, 25–34.
- Hovarth T: Basic Statistics for Behavioral Sciences. Little, Brown and Company, Boston, Toronto 1985, 145–249.
- Kobayashi H: Toxicological studies on chromium. Acute toxicities of chromium trioxide. Tokyo Toritsu Eisei Kenkyusho Kenkyu Nempo 1976, 27, 119–123.
- Kuźniar A: Complexes of Selected Toxic Metals with Sulfonic Derivatives of Morin and Quercetin. Ph.D. Dissertation (Polish), Chemical Faculty, Rzeszów University of Technology, Rzeszów 2004.