鼻腔内クロムは、ラットの急性脳損傷と肺損傷を誘導します：環境および職業的曝露の異なる潜在的な危険効果の評価クロムへの職業的曝露と、新規薬理学的および毒物学的動物モデルの導入

クロム（CR）は多くの業界で使用されており、環境に広く分布しています。これらの産業の労働者の間でCRダストへの曝露が報告されています。肺への危険な影響に加えて、鼻膜を通る物質の吸収が脳への直接送達を提供することがわかっているため、脳損傷が誘発される可能性があります。ラットの二クロム酸カリウム（INPDC）の鼻腔内浸透後の脳と肺の両方におけるCRの分布と効果を調査しました。同時に、比較のために急性Cr毒性の一般的な腹腔内（IPPDC）ラットモデルを使用しました。30個の雄のウィスターラットを5つのグループにランダムに割り当てました（n = 6）。それぞれが、0.5、1、または2 mg/kgの3つの用量レベルで、生理食塩水、IPPDC（15 mg/kg）、またはINPDCを1回投与しました。運動活性は、PDC投与の前と24時間後に評価され、その後、生化学的、組織病理学的、および免疫組織化学的調査のために肺と脳を収集しました。IPPDCでラットを治療すると、脳と肺組織にそれぞれ注入された用量のCRの36％と31％が認識されました。INPDC処理ラットでは、CRによる脳の標的化は用量依存的に増加し、最高用量で処理されたグループの浸透用量の46％に達しました。さらに、この高用量のINPDCのみが、浸透した用量の42％を肺に表す有意な濃度のCRの送達をもたらしました。ラット運動活性の最上部変化、および脳および肺の組織病理学的特徴と酸化ストレスバイオマーカー、インターロイキン-1β（IL-1β）、リン酸化プロテインキナーゼB（PKB）、およびシクロオキシゲナーゼ2（COX-2）の内容物は、INPDC（MG/kg）で観察されました。調査結果は、これらの毒性症状が組織へのCRの送達濃度に直接比例していることを明らかにしました。結論として、この研究では、CR誘発性毒性研究で一般的に使用されるIPPDCの投与量のわずか0.13であるINPDCの脳および肺組織で、CRのCRの濃度とより高いレベルの酸化ストレスおよび炎症マーカーが観察されることを示しました。したがって、この研究では、低用量であっても、環境的または職業的にCRダストにさらされている個人の脳標的傷害のリスクが高いこと、およびCR濃度が高い肺損傷の追加リスクが示唆されています。さらに、この研究では、CR化合物への鼻腔内暴露によって誘導される急性脳と肺毒性を研究するのに適した新しい実験動物モデルとしてINPDC（2 mg/kg）の注入を導入します。

Chromium (Cr) is used in many industries and it is widely distributed in the environment. Exposure to Cr dust has been reported among workers at these industries. Beside its hazardous effects on the lungs, brain injury could be induced, as the absorption of substances through the nasal membrane has been found to provide them a direct delivery to the brain. We investigated the distribution and the effects of Cr in both brain and lung following the intranasal instillation of potassium dichromate (inPDC) in rats. Simultaneously, we used the common intraperitoneal (ipPDC) rat model of acute Cr-toxicity for comparison. Thirty male Wistar rats were randomly allocated into five groups (n = 6); each received a single dose of saline, ipPDC (15 mg/kg), or inPDC in three dose levels: 0.5, 1, or 2 mg/kg. Locomotor activity was assessed before and 24 h after PDC administration, then, the lungs and brain were collected for biochemical, histopathological, and immunohistochemical investigations. Treatment of rats with ipPDC resulted in a recognition of 36% and 31% of the injected dose of Cr in the brain and lung tissues, respectively. In inPDC-treated rats, targeting the brain by Cr was increased in a dose-dependent manner to reach 46% of the instilled dose in the group treated with the highest dose. Moreover, only this high dose of inPDC resulted in a delivery of a significant concentration of Cr, which represented 42% of the instilled dose, to the lungs. The uppermost alteration in the rats locomotor activity as well as in the brain and lung histopathological features and contents of oxidative stress biomarkers, interleukin-1β (IL-1β), phosphorylated protein kinase B (PKB), and cyclooxygenase 2 (COX-2) were observed in the rats treated with inPDC (2 mg/kg). The findings revealed that these toxic manifestations were directly proportional to the delivered concentration of Cr to the tissue. In conclusion, the study showed that a comparably higher concentrations of Cr and more elevated levels of oxidative stress and inflammatory markers were observed in brain and lung tissues of rats subjected to inPDC in a dose that is just 0.13 that of ipPDC dose commonly used in Cr-induced toxicity studies. Therefore, the study suggests a high risk of brain-targeting injury among individuals environmentally or occupationally exposed to Cr dust, even in low doses, and an additional risk of lung injury with higher Cr concentrations. Moreover, the study introduces inPDC (2 mg/kg)-instillation as a new experimental animal model suitable to study the acute brain and lung toxicities induced by intranasal exposure to Cr compounds.