Liver condition in rats during the toxigenic period of polychlorinated biphenyl intoxication

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

BACKGROUND: Polychlorinated biphenyls (PCBs) exert diverse toxic effects on humans and animals, leading to disruption of the liver barrier function.

AIM: This study aimed to investigate the dynamics of relative liver mass and liver tissue morphology in experimental rats during the toxigenic period following PCB subacute administration.

METHODS: PCB intoxication was modeled in male Wistar rats (n = 60) weighing 200 ± 15 g and aged 3–4 months. The experimental groups were categorized as follows: Day 1 (n = 10), Day 28 (n = 10), and Day 56 (n = 10). Each experimental group had a corresponding control group (n = 10). The experimental rats (n = 30) received a daily oral administration of oil suspension of PCBs at a dose of 300 mg/kg body weight for 28 days, whereas the control rats received sunflower oil. Liver tissue samples were collected on days 1, 28, and 56 of the experiment for morphological analysis. The relative liver mass and the percentage of normal, abnormal, and degenerative hepatocytes were assessed. Descriptive statistics were applied, including the median Me (Q1 25%, Q3 75%), and the Mann–Whitney U test was used for non-parametric samples. Differences were considered statistically significant at p < 0.05.

RESULTS: On day 1 of the toxigenic period, the relative liver mass of the experimental rats increased by 1.2 times (p = 0.0496) compared with that of the control rats. By day 28, the relative liver mass of the experimental rats significantly decreased by 1.2 times (p = 0.0152) compared with that of the control rats. At the end of the experiment, by day 56, the relative liver mass significantly increased by 1.5 times (p = 0.0049) compared with the control values and by 1.8 times compared with that by day 28 (p = 0.0036). Morphological analysis of the liver tissue in experimental rats revealed abnormally enlarged hepatocytes (14%) on day 1 following the cessation of PCB administration. During the toxigenic period, the number of these cells increased to 35% on day 28 (p = 0.0002) and 47% on day 56 (p = 0.0002). At the end of the study, necrotically altered hepatocytes accounted for 22% of the total hepatocytes. Lymphoid cells were diffusely distributed along the intralobular sinusoidal capillaries and were present in the interlobular loose connective tissue within the portal zones of the liver.

CONCLUSION: In experimental animals with subacute PCB intoxication, inflammatory and destructive histomorphological changes were observed in the liver, along with an increase in the relative liver mass.

About the authors

Aigul A. Gainullina

Bashkir State Medical University

Email: Gainullina@mail.ru
ORCID iD: 0009-0009-6351-8943
SPIN-code: 8416-1510

Senior Lecturer, Depart. of Normal Physiology

Russian Federation, 3 Lenin street, 450008, Ufa

Irina R. Gabdulkhakova

Bashkir State Medical University

Email: sabirova.i@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8416-0719
SPIN-code: 9320-8161

MD, Cand. Sci (Med.), Assistant Prof., Depart. of Normal Physiology

Russian Federation, 3 Lenin street, 450008, Ufa

Aliya F. Kayumova

Bashkir State Medical University

Email: annikachka@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1983-1392
SPIN-code: 3949-6591

MD, Dr. Sci. (Med.), Prof., Head of the Depart. of Normal Physiology

Russian Federation, 3 Lenin street, 450008, Ufa

Klara R. Ziyakaeva

Bashkir State Medical University

Author for correspondence.
Email: krziyak@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-3923-2736
SPIN-code: 3834-5307

Cand. Sci (Bio.), Assistant Prof., Depart. of Normal Physiology

Russian Federation, 3 Lenin street, 450008, Ufa

Oksana V. Samokhodova

Bashkir State Medical University

Email: oksamohodova@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0002-8954-4401
SPIN-code: 4277-6990

MD, Cand. Sci (Med.), Assistant Prof., Depart. of Normal Physiology

Russian Federation, 3 Lenin street, 450008

References

  1. Kayumova AF, Gabdulkhakova IR, Bogdanova AV, et al. The delayed consequences of erythropoiesis in erythroblastic islands in rats’ bone marrow after exposure to polychlorinated biphenyls with a dose of 1/20 LD50. Vyatskij medicinskij vestnik. 2017;53(1):33–38. (In Russ.) EDN: YTPJED
  2. EFSA Panel on Contaminants in the Food Chain (CONTAM); Knutsen HK, Alexander J, et al. Risk for animal and human health related to the presence of dioxins and dioxin-like PCBs in feed and food. EFSA J. 2018;16(11):5333. doi: 10.2903/j.efsa.2018.5333
  3. Gabdulkhakova IR, Kayumova AF, Samokhodova OV. The effect of different doses of PCBS on the condition of spontaneous and induced immunoglobulin luminol-dependent chemiluminescence of whole blood. Bashkortostan Medical Journal. 2016;11(1(61)):129–132. (In Russ.) EDN: VVBJCP
  4. Gainullina AA, Kamilov FKh, Kayumova AF, et al. Activity of antioxidant enzymes in the liver and brain in rats in the recovery period after subacute intoxication with polychlorobiphenyls. Medical science and education of the Urals. 2012;13(3–1(71)):60–62. (In Russ.) EDN: TAFNWP
  5. Klyuev NA, Brodsky ES. Determination of polychlorinated biphenyls in the environment and biota. In: Polychlorinated biphenyls. Supertoxicants of the XXI century. Information issue N. 5. Moscow: VINITI, 2000. P. 31–63. (In Russ.)
  6. Grimm FA, Hu D, Kania-Korwel I, et al. Metabolism and metabolites of polychlorinated biphenyls (PCBs). Crit Rev Toxicol. 2015;45(3):245–272. doi: 10.3109/10408444.2014.999365
  7. Kayumova AF, Gabdulhakova IR, Bogdanova AV, et al. Erythropoiesis in erythroblastic bone marrow islets during toxigenic period after exposure to different polychlorinated biphenyls doses. Perm medical journal. 2016;33(2):90–97. EDN: VVCSIJ
  8. Chereshnev VA, Yushkov BG, Sumin MN, et al. System of blood and adaptation of the organism to extreme factors. Russian journal of physiology. 2004;90(10):1193–1202. EDN: SCDZVZ
  9. Chuikin OS, Shakirova GR, Kudashkina NV, et al. Histochemical changes in the tooth and jaw germs of laboratory rats under the influence of ecotoxicants and during perinatal prevention. Pediatric dentistry and dental prophylaxis. 2023;23(2):114–123. doi: 10.33925/1683-3031-2023-578
  10. Gainullina AA, Galeev EA, Kayumova AF. Changes in body weight and relative liver weight in rats after subacute administration of polychlorinated biphenyls. In: XV International Scientific and Practical Conference “Scientific Prospects of the XXI Century. Achievements and Prospects of the New Century”; 2015 Oct 16–17, Novosibirsk. P. 60–62. (In Russ.). EDN: ZVQUST
  11. Eselevich SA, Badmaeva BB, Kurshakov VS. Professional toxic liver diseases. In: Current issues of occupational medicine in the context of a new coronavirus infection. Collection of papers of the correspondence scientific and practical conference. St. Petersburg, 2022. P. 75–92. (In Russ.) EDN: DRMANV
  12. Chuikin OS, Shakirova GR, Zulkarnaev TR, et al. Influence of ecotoxicants on the tooth groups of laboratory animals. Actual problems of dentistry. 2022;18(4):134–140. doi: 10.18481/2077-7566-2022-18-4-134-140
  13. Chuikin OS, Musina LA, Galiakhmetova EKh, et al. Morphological changes in liver tissues of rats under the exposure of ecotoxicants and perinatal prophylaxis. Morphology. 2022;160(4):215–224. doi: 10.17816/morph.2965
  14. Buha A, Antonijević B, Milovanović V, et. al. Polychlorinated biphenyls as oxidative stress inducers in liver of subacutely exposed rats: implication for dose-dependence toxicity and benchmark dose concept. Environ Res. 2015:136:309–17. doi: 10.1016/j.envres.2014.11.005
  15. Zarerad E, Niksalehi K, Armandeh M. Polychlorinated Biphenyls: A Review of Recent Updates on Food Safety and Environmental Monitoring, Health and Toxicological Implications, and Analysis. Mini Rev Med Chem. 2023;23(13):1390–1411. doi: 10.2174/1389557523666221213091445
  16. Liu J, Tan Y, Song E, et. al. A Critical Review of Polychlorinated Biphenyls Metabolism, Metabolites, and Their Correlation with Oxidative Stress. Chem Res Toxicol. 2020;33(8):2022–2042. doi: 10.1021/acs.chemrestox.0c00078

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Liver tissue micropreparations: a — control group: 1 — hepatic lobules; 2 — central veins, from which hepatic plates (trabeculae) formed by hepatocytes depart along the periphery. Hematoxylin and eosin stained; b — experimental group “1-st day of toxigenic period”: 1 — accumulation of lymphocytes in the interlobular connective tissue of the liver on the 1st day of the toxigenic period; c — experimental group “28th day of the toxigenic period”: 1 — lymphoid accumulation around the portal zone; 2 — aggregation of red blood cells;, 3 — thickening of the connective tissue of the liver; d — experimental group “56th day of the toxigenic period”: 1 — the zone of destruction of the vessel with hemorrhage; 2 — blood accumulation in the liver tissue; 3 — hypertrophied hepatocytes and their nuclei. Hematoxylin and eosin stained. Photomicrograph, ×400. The photo was taken in the hematology laboratory of the Department of Normal Physiology of the Bashkir State Medical University.

Download (299KB)
Indexing metadata

© 2025 Eco-Vector

License URL: https://eco-vector.com/for_authors.php#07


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».