Apocinin poboljšava oštećenje testisa izazvano mononatrijevim glutamatom oštećenjem krvno-testisne barijere i parametara oksidativnog stresaⅢ

4. Rasprava

U ovoj studiji, biokemijskim, mikroskopskim i imunohistokemijskim parametrima procijenjen je ljekoviti učinak APO na oštećenje testisa izazvano MSG-om. Razine testosterona i LH su se smanjile, a razine FSH povećale, parametri oksidativnog stresa kao što je razina MDA porasli su, dok su se razine GSH i SOD smanjile u skupini MSG. Kod ozljede testisa izazvane MSG-om, histopatološki rezultat i broj oštećenih sjemenih tubula i spermija bili su povećani. Proliferativni indeks bio je nizak, a apoptotski indeks viši u skupini MSG. Zametni epitel sjemenih tubula smanjene je debljine.

Kliknite za jade cistanche za testosteron

Te degenerativne promjene poništene su primjenom APO. Grupa koja je primala MSG prikazala je smanjenje distribucije ZO-1 i začepljenje proteina uskog spoja krvno-testisne barijere. MSG je utjecao na markere oksidativnog stresa. U ovoj skupini došlo je do povećanja distribucije proteina NOX-2 koji je uključen u sintezu ROS. Ultrastrukturna ispitivanja skupine koja je primala MSG ukazala su na istaknuta oštećenja u citoplazmi sjemenih epitelnih stanica sjemenih tubula s odvojenim uskim spojevima. Biokemijske, histološke, imunohistokemijske i ultrastrukturne analize pokazale su da su se ovi parametri poboljšali s APO tretmanom u skupini MSG plus APO.

Eksperimentalne studije su pokazale da oralno uzimanje MSG-a može biti toksično za reprodukciju; međutim, zbog visokih doza korištenih u studijama, malo je vjerojatno da će se toksični učinci na reproduktivni sustav zbog konzumacije MSG-a prenijeti na ljudsku konzumaciju [33,34]. Smatra se da je dnevna doza MSG-a koju ljudi unose između 1200 i 3000 mg/kg [35]. U ovoj je studiji za eksperimentalni dizajn korištena doza od 120 mg/kg tjelesne težine MSG-a, temeljena na alometrijskoj ekstrapolaciji prosječnog dnevnog unosa ove tvari kod ljudi [5].

Os hipotalamus-hipofiza-gonada (HPG) ima ključnu ulogu u procesima povezanima s razvojem i sazrijevanjem muškog reproduktivnog sustava. FSH je čimbenik u održavanju intragonadalne sinteze testosterona i spermatogeneze. LH ima ulogu u razvoju muškog spolnog sustava i procesu određivanja spola stimulirajući Leydigove stanice [36]. Stimulacija uzrokuje Leydigove stanice da luče potrebne razine testosterona. Odgovarajuću razinu testosterona kontrolira aktivnost GnRH putem mehanizma negativne povratne sprege [36].

Ovim mehanizmom HPG os funkcionira na kontroliran način [37,38]. U nekim populacijskim studijama pokazalo se da spolni hormoni utječu na morfologiju, koncentraciju i pokretljivost spermija. U studiji subfertilnih parova, nađen je obrnuti odnos između LH i pokretljivosti i morfologije spermija [39]. U kliničkim studijama utvrđeno je da razine FSH negativno koreliraju s koncentracijom spermija [40]. U drugim eksperimentalnim studijama, nakon primjene MSG-a, otkriveno je smanjenje pokretljivosti spermija, koncentracije i razine LH hormona. Studije su također pokazale da MSG uzrokuje smanjenje razine hormona testosterona i koncentracije sperme [34,41].

U našem sadašnjem istraživanju, razine FSH, LH i testosterona u APO skupini bile su slične onima u kontrolnoj skupini. Statistički značajno smanjenje hormona testosterona primijećeno je u skupini koja je uzimala MSG. Značajno povećanje razine FSH hormona primijećeno je u skupini koja je primala MSG. U skupini MSG plus APO razina FSH bila je niža nego u skupini MSG. Iako je uočeno smanjenje LH hormona u MSG skupini, nije bilo statističke razlike u LH hormonu između eksperimentalnih skupina. MSG bi mogao oštetiti Leydigove stanice za lučenje testosterona. Snižene razine testosterona i LH također su povezane s brojem spermija. Prema tome, niske razine testosterona i LH mogu biti povezane sa smanjenim brojem spermija i abnormalnom morfologijom spermija [42].

Nasuprot tome, povišena razina FSH ukazuje da postoji poremećaj u spermatogenezi koji uzrokuje promijenjenu FSH signalizaciju. Pokazalo se da MSG može uzrokovati poremećaj hormonalnih putova u hipotalamusu [4]. Kao rezultat naše studije, primijećeno je da je primjena MSG-a ometala HPG os utječući na razine FSH, LH i testosterona, kao i na morfologiju testisa i spermija, koncentraciju spermija i pokretljivost. Primjena apocinina smanjila je oslabljene razine testosterona, FSH i LH na gotovo normalne razine, a ovo poboljšanje razine hormona također je utjecalo na morfološke parametre. SOD je važan enzim koji štiti stanice od oštećenja uzrokovanih unutarnjim i vanjskim superoksidnim ionima [43].

MDA je aldehid koji stvaraju slobodni radikali tijekom peroksidacije lipida i pokazatelj je i oštećenja stanične membrane i ozbiljnosti učinka kisikovih radikala na reaktivne stanice. Smanjenje SOD i povećanje MDA može izazvati oksidativni stres, što dovodi do oštećenja stanica i stanične smrti [24]. GSH je uključen u redukciju ROS-a kao što je vodikov peroksid u stanici [44]. NOX je izvor ROS, a apocinin je poznat kao inhibitor NOX [45].

U studijama o ozljedi testisa izazvanoj MSG-om, razine MDA u tkivu testisa su se povećale, a razine SOD smanjile kada je primijenjen MSG [4,46]. U drugoj studiji, također se pokazalo da uzimanje MSG-a smanjuje razinu GSH u tkivu testisa [4]. U studiji u kojoj je apocinin korišten kao ljekovito sredstvo, pokazalo se da apocinin smanjuje razine MDA, koje su bile povećane zbog oštećenja tkiva i uzrokovale povećanje razina GSH i SOD u skupini s oštećenjem testisa [27]. U drugoj eksperimentalnoj studiji modela degeneracije testisa izazvane hipoksijom, aktivacija NOX-2 i razine MDA bile su povećane, a razine GSH smanjene zbog učinka hipoksije. Međutim, pokazalo se da se oštećenje tkiva testisa smanjuje primjenom APO [47].

Naša sadašnja studija zaključila je povećanje razine MDA sa smanjenjem razina GSH i SOD u skupini MSG. Mogli bismo sugerirati da je APO poboljšao ove parametre u skupini MSG plus APO putem inhibicije NOX-2. Neke pretkliničke studije otkrile su toksične učinke MSG-a na mnoge organske sustave, poput jetre, bubrega i reproduktivnih sustava [3]. Eksperimentalna studija navodi da MSG može uzrokovati neplodnost zbog štetnog djelovanja na jajnike i oocite [48]. Zapažen je toksični učinak MSG-a na testise s neravnotežom spolnih hormona [34]. U sličnoj studiji, razine markera oksidativnog stresa bile su povećane u tkivima testisa štakora kojima je davan MSG, a MSG je također negativno utjecao na morfologiju testisa i spermija [41].

Uočeno je da MSG dovodi do degeneracije morfologije testisa s negativnim učinkom na testosteron [4,49]. U modelima ozljede testisa pokazano je smanjenje debljine germinalnog epitela sjemenih tubula [50,51]. U modelu ozljede testisa izazvane MSG-om, debljina epitela sjemenih tubula bila je smanjena [52]. U našem istraživanju, debljina germinalnog epitela sjemenih tubula u skupini koja je primala MSG bila je smanjena u usporedbi s drugim eksperimentalnim skupinama. Došlo je do povećanja debljine germinativnog epitela skupine koja je primala MSG plus APO u usporedbi sa skupinom koja je primala MSG. Tvrdi se da MSG dovodi do pretilosti, kao predjelo [53]. Postoje upitnici o tome može li konzumacija MSG-a biti faktor rizika u brzom porastu epidemijske pretilosti.

U otvorenoj kohortnoj studiji među odraslim Kinezima pokazalo se da su oni koji su koristili MSG imali viši indeks tjelesne mase u usporedbi s onima koji nisu koristili MSG [54]. U drugim eksperimentalnim studijama uočeno je da se težina štakora koji su dobivali MSG povećala i učinila ih sklonima pretilosti [55,56]. Međutim, u našem istraživanju nije bilo statistički značajne razlike u tjelesnoj težini između eksperimentalnih skupina, vaganih svaki tjedan tijekom eksperimenta. U srodnoj studiji u kojoj je štakorima davan MSG, primijećeno je smanjenje težine testisa u skupini koja je primala MSG u usporedbi s kontrolnom skupinom [4,52]. Međutim, omjeri težine testisa i tjelesne težine u našoj trenutnoj studiji ukazuju na smanjenje u skupini koja je primala MSG u usporedbi s drugim eksperimentalnim skupinama, kao statistički beznačajno. U studijama koje su ispitivale učinke MSG-a na koncentracije spermija, utvrđeno je da MSG uzrokuje smanjenje održivosti spermija [4,49,52].

U drugom modelu oštećenja testisa ispitan je ljekoviti učinak apocinina na parametre sperme, a uočeno je povećanje koncentracije sperme u skupini koja je liječila apocinin u usporedbi s oštećenom skupinom [27]. U našem istraživanju, uspoređujući broj spermija između eksperimentalnih skupina, utvrđeno je da je broj spermija bio najmanji u skupini koja je primala MSG, dok je broj spermija u skupini koja je primala MSG plus APO bio statistički veći nego u skupini koja je primala MSG. Navedeno je da je uporaba apocinina sigurna u studijama na životinjama. Osim toga, APO ima snažne antioksidativne i protuupalne učinke u mnogim eksperimentalnim modelima [57]. Eksperimentalni modeli ozljede testisa prijavili su učinak apocinina na smanjenje oksidativnog stresa [58,59].

U eksperimentalnim studijama temeljenim na kemoterapiji, ljekoviti učinak apocinina također je istaknut na tkivo testisa. U tim je studijama uočeno da apocinin dovodi do smanjenja broja apoptotskih stanica i povećanja razine testosterona [27,60]. Kao jedan od čimbenika muške neplodnosti, oksidativni stres dovodi do disfunkcije spermija. Oštećenje spermatozoida izazvano oksidativnim stresom pogađa 30-80 posto neplodnih muškaraca [61]. Enzimi iz obitelji NOX odgovorni su za staničnu sintezu ROS, a apocinin je inhibitor NOX [45]. U eksperimentalnom modelu ozljede testisa u kojem je apocinin korišten kao sredstvo za liječenje, najveća imunoreaktivnost NOX-2 primijećena je u skupini s ozljedom testisa. Liječenje APO-om završilo je smanjenjem broja NOX-2 imunopozitivnih stanica [27].

Literaturni podaci otkrili su ograničen broj eksperimentalnih studija oštećenja testisa koje su procjenjivale količinu i distribuciju NOX-2. U našem istraživanju, imunoreaktivnost NOX-2 bila je najveća u skupini koja je primala MSG, sa smanjenom imunoreaktivnošću u skupini koja je primala MSG plus APO u usporedbi sa skupinom koja je primala MSG. Nije bilo značajne razlike između APO skupine i kontrolne skupine, s najnižom NOX-2 imunoreaktivnošću. Apoptoza je programirana stanična smrt, koja je neophodna za homeostazu tkiva [62]. Regulacija apoptoze kritičan je čimbenik u razvoju, diferencijaciji i funkciji zametnih stanica [61]. Izloženost čimbenicima koji dovode do oksidativnog stresa negativno utječe na spermatogenezu negativno utječući na strukturu kromatina u spermatozoidima [63].

Utvrđeno je da neplodni muškarci imaju veći oksidativni stres i apoptotične stanice u svojoj sjemenoj tekućini u usporedbi s plodnim muškarcima. U eksperimentalnim modelima oštećenja testisa, povećani broj apoptotskih stanica u oštećenom tkivu testisa poništen je primjenom APO kao ljekovite tvari [23,51]. U eksperimentalnoj studiji ozljede testisa pokazalo se da apocinin ima ljekoviti učinak na oštećenje DNK uzrokovano oksidativnim stresom izazvanim NOX [64]. Slično, u našoj studiji, indeks proliferacije bio je smanjen u skupini koja je primala MSG, uz povećanje apoptotičkog indeksa.

U skupini MSG plus APO procijenjeno je smanjenje apoptotičkog indeksa i povećanje proliferativnog indeksa. Barijera krv-testisi štiti zametne stanice u razvoju od vanjskog okoliša i pruža podršku za zametne stanice da se dijele i razvijaju, što je vrlo važno za plodnost [65]. Sertolijeve stanice, koje su specijalizirane epitelne stanice koje se nalaze u sjemenim tubulima, čine osnovu krvno-testisne barijere s uskim spojevima. Okludin, ZO-1, ZO-2 i ZO-3 su molekule koje se nalaze u uskim spojevima barijere krv-testis. ZO proteini sudjeluju u vezanju okludinskih proteina na aktin u citoskeletu [66,67]. Uočeno je da je spermatogeneza negativno utjecala i da su se formirali atrofični sjemeni tubuli u modelu miša s okludinskim nokautom.

Naša je studija otkrila najveću imunoreaktivnost ZO-1 i okludina u kontrolnoj skupini i skupini APO, dok je skupina MSG-a imala znatno nižu imunoreaktivnost. Imunoreaktivnosti ZO-1 i okludina bile su veće u skupini koja je primala MSG plus APO, u usporedbi sa skupinom koja je primala MSG. Transmisijska elektronska mikroskopska ispitivanja eksperimentalnih studija prikazala su degenerirane testikularne germinalne epitelne stanice i kapljice lipida [41,54] s oštećenim uskim spojevima u barijeri krv-testis [68]. U našoj studiji, pregledi transmisijskim elektronskim mikroskopom otkrili su normalnu ultrastrukturu sjemenih tubula testisa u kontrolnoj i APO skupini. Vakuolizacija, kapljice lipida i degeneracije u uskim spojevima krvno-testisne barijere bile su očite u skupini koja je primala MSG. U skupini MSG plus APO, utvrđeno je da apocinin ima ljekoviti učinak na razini ultrastrukturnih oštećenja.

5. Zaključakuzije

Naše je istraživanje zaključilo regulatornom ulogom APO za stvaranje reaktivnih kisikovih derivata i HPG osi kod ozljede testisa štakora izazvane MSG-om. APO je održao ravnotežu između proliferativnog i apoptotskog indeksa, očuvao integritet krvno-testisne barijere i pridonio zacjeljivanju oštećenja tkiva testisa uzrokovanog oksidativnim oštećenjem. Također se smatra da primjena apocinina može imati ljekoviti učinak na neplodnost poništavanjem štetnih učinaka MSG-a na pokretljivost i broj spermija.

Kako Cistanche povećava testosteron?

Cistanche je biljka koja se tradicionalno koristi u kineskoj medicini za povećanje energije, libida i ukupne vitalnosti. Vjeruje se da Cistanche može povećati razinu testosterona inhibicijom aktivnosti enzima zvanog aromataza, koji pretvara testosteron u estrogen. Također je utvrđeno da Cistanche povećava proizvodnju luteinizirajućeg hormona (LH) u tijelu. LH igra ključnu ulogu u regulaciji proizvodnje testosterona u testisima. Povećanjem razine LH, Cistanche može neizravno potaknuti proizvodnju testosterona. Nadalje, Cistanche također sadrži nekoliko fitokemikalija kao što su ehinakozid i akteozid, koji posjeduju antioksidativna svojstva. Ovi spojevi mogu pomoći u zaštiti testisa i drugih reproduktivnih organa od oksidativnog oštećenja, čime se poboljšava njihova funkcija i povećava proizvodnja testosterona. Općenito, točni mehanizmi kojima Cistanche povećava razinu testosterona nisu u potpunosti shvaćeni, no vjerojatno je riječ o međudjelovanju inhibicije aromataze, povećanja proizvodnje LH i pružanja antioksidativne potpore reproduktivnom sustavu.

Merve Acikel-Elmas 1,*, Salva Asma Algilani 1, Begum Sahin 1, Ozlem Bingol Ozakpinar 2, Mert Gecim 2, Kutay Koroglu 3 i Serap Arbak 1

1 Zavod za histologiju i embriologiju, Medicinski fakultet, Sveučilište Acibadem Mehmet Ali Aydinlar, Icerenkoy Mah., Kayisdagi Cad. 32, Atasehir, Istanbul 34752, Turska

2 Zavod za biokemiju, Farmaceutski fakultet, Sveučilište Marmara, Basibuyuk Yolu, 4/A, Basibuyuk, Istanbul 34854, Turska

3 Odjel za histologiju i embriologiju, Medicinski fakultet, Sveučilište Marmara, Basibuyuk Yolu br. 9 D:2, Maltepe, Istanbul 34854, Turska