Apocynin forbedrer mononatriumglutamat-induceret testikelskade ved svækket blod-testis-barriere og oxidativ stress-parametreⅢ

4. Diskussion

I denne undersøgelse er den helbredende effekt af APO på MSG-induceret testikelskade blevet evalueret af biokemiske, mikroskopiske og immunhistokemiske parametre. Testosteron- og LH-niveauer faldt og FSH-niveauer steg, oxidative stressparametre såsom MDA-niveau steg, mens GSH- og SOD-niveauer faldt i MSG-gruppen. Ved MSG-induceret testikelskade blev den histopatologiske score og antallet af beskadigede sædrør og spermatozoer øget. Det proliferative indeks var lavt, og det apoptotiske indeks var højere i MSG-gruppen. Det germinale epitel af sædrørene var reduceret i tykkelse.

Klik for at jade cistanche for testosteron

Disse degenerative ændringer er blevet vendt ved administration af APO. MSG-gruppen viste et fald i fordelingen af ​​ZO-1 og okkludering som tight junction-proteiner i blod-testis-barrieren. MSG påvirkede de oxidative stressmarkører. I denne gruppe var der en stigning i fordelingen af ​​proteinet NOX-2, som var involveret i syntesen af ​​ROS. Ultrastrukturundersøgelser af MSG-gruppen indikerede fremtrædende skade i cytoplasmaet af seminiferøse tubuli germinale epitelceller i sædrørene med adskilte tætte forbindelser. Biokemiske, histologiske, immunhistokemiske og ultrastrukturelle analyser viste, at disse parametre blev forbedret med APO-behandling i MSG plus APO-gruppen.

Eksperimentelle undersøgelser har vist, at oral indtagelse af MSG kan være reproduktionstoksisk; Men på grund af de høje doser, der blev brugt i undersøgelserne, var det usandsynligt, at de toksiske virkninger på det reproduktive system på grund af indtagelse af MSG ville oversættes til menneskeligt forbrug [33,34] Den menneskelige indtaget daglige dosis af MSG menes at være mellem 1200 og 3000 mg/kg [35]. I denne undersøgelse blev dosen på 120 mg/kg legemsvægt af MSG brugt til eksperimentelt design, baseret på en allometrisk ekstrapolering af det gennemsnitlige daglige indtag af dette stof hos mennesker [5].

Hypothalamus-hypofyse-gonadeaksen (HPG) spiller en nøglerolle i processer relateret til udvikling og modning af det mandlige reproduktive system. FSH er en faktor i opretholdelsen af ​​intragonadal testosteronsyntese og spermatogenese. LH spiller en rolle i udviklingen af ​​det mandlige kønsorgan og processen med kønsbestemmelse ved at stimulere Leydig-celler [36]. Stimuleringen får Leydig-celler til at udskille de nødvendige niveauer af testosteron. Det korrekte testosteronniveau styres af GnRH-aktivitet gennem en negativ feedback-mekanisme [36].

Med denne mekanisme fungerer HPG-aksen på en kontrolleret måde [37,38]. I nogle befolkningsbaserede undersøgelser har kønshormoner vist sig at påvirke spermmorfologi, koncentration og motilitet. I en undersøgelse af subfertile par blev der fundet en omvendt sammenhæng mellem LH og sædmotilitet og morfologi [39]. I kliniske undersøgelser blev FSH-niveauer fundet at korrelere negativt med spermkoncentration [40]. I andre eksperimentelle undersøgelser, efter administration af MSG, blev et fald i sædmotilitet, koncentration og LH-hormonniveauer afsløret. Undersøgelser har også vist, at MSG forårsager et fald i testosteronhormonniveauer og sædkoncentrationer [34,41].

I vores nuværende undersøgelse svarede FSH-, LH- og testosteronniveauerne i APO-gruppen til kontrolgruppen. Et statistisk signifikant fald i testosteronhormon blev observeret i MSG-gruppen. En signifikant stigning i FSH-hormonniveauer blev observeret i MSG-gruppen. I MSG plus APO-gruppen var FSH-niveauet lavere end i gruppen MSG. Selvom der blev observeret et fald i LH-hormon i MSG-gruppen, var der ingen statistisk forskel i LH-hormon mellem forsøgsgrupperne. MSG kunne gøre skade på Leydig-celler for testosteronsekretion. Nedsat testosteron- og LH-niveauer er også forbundet med sædceller. Således kan lave testosteron- og LH-niveauer være relateret til nedsat sædtal og unormal sædmorfologi [42].

I modsætning hertil indikerer et forhøjet FSH-niveau, at der er en forstyrrelse i spermatogenesen, der forårsager ændret FSH-signalering. MSG har vist sig, at det kan forårsage en forstyrrelse i hormonbanerne i hypothalamus [4]. Som et resultat af vores undersøgelse blev det observeret, at administrationen af ​​MSG interfererede med HPG-aksen ved at påvirke FSH-, LH- og testosteronniveauer, såvel som testikel- og sædmorfologi, sædkoncentration og motilitet. Administration af apocynin reducerede de svækkede testosteron-, FSH- og LH-niveauer til næsten normale niveauer, og denne forbedring i hormonniveauer påvirkede også de morfologiske parametre. SOD er ​​et vigtigt enzym, der beskytter celler mod skader forårsaget af interne og eksterne superoxidioner [43].

MDA er et aldehyd dannet af frie radikaler under lipidperoxidation og er en indikator for både cellemembranskader og sværhedsgraden af ​​virkningen af ​​iltradikaler på reaktive celler. Et fald i SOD og en stigning i MDA kan udløse oxidativt stress, hvilket fører til celleskade og celledød [24]. GSH er involveret i reduktionen af ​​ROS såsom hydrogenperoxid i cellen [44]. NOX er en kilde til ROS, og apocynin er kendt som en NOX-hæmmer [45].

I undersøgelser af MSG-induceret testikelskade steg MDA-niveauer i testikelvæv, og SOD-niveauer faldt, når MSG blev administreret [4,46]. I en anden undersøgelse blev indtagelse af MSG også vist at reducere GSH-niveauer i testikelvæv [4]. I en undersøgelse, hvor apocynin blev brugt som et helbredende middel, blev det vist, at apocynin reducerede MDA-niveauer, som blev øget på grund af vævsskade og forårsagede en stigning i GSH- og SOD-niveauer i testikelskadegruppen [27]. I en anden eksperimentel undersøgelse af den hypoxi-inducerede testikeldegenerationsmodel blev NOX-2-aktivering og MDA-niveauer øget, og GSH-niveauer blev reduceret på grund af effekten af ​​hypoxi. Imidlertid viste testikelvævsskade at blive reduceret ved anvendelse af APO [47].

Vores nuværende undersøgelse konkluderede en stigning i MDA-niveauer med et fald i GSH- og SOD-niveauer i MSG-gruppen. Vi kunne foreslå, at APO forbedrede disse parametre i MSG plus APO-gruppen gennem NOX-2-hæmning. Nogle prækliniske undersøgelser har afsløret de toksiske virkninger af MSG på mange organsystemer, såsom lever, nyrer og reproduktive systemer [3]. En eksperimentel undersøgelse fastslår, at MSG kan forårsage infertilitet på grund af dets skadelige virkning på æggestokkene og oocytterne [48]. Den toksiske virkning af MSG på testiklerne med ubalance af kønshormoner er blevet bemærket [34]. I en lignende undersøgelse blev niveauerne af oxidative stressmarkører øget i testikelvævet hos rotter, der fik MSG, og testikelmorfologi og spermmorfologi blev også negativt påvirket af MSG [41].

Det er blevet observeret, at MSG fører til en degeneration i testikelmorfologien med en negativ effekt på testosteron [4,49]. I testikelskademodeller blev der påvist et fald i tykkelsen af ​​sædrøret i germinal epitel [50,51]. I en MSG-induceret testikelskadesmodel blev tykkelsen af ​​seminiferøse tubuli-epitel reduceret [52]. I vores undersøgelse blev tykkelsen af ​​det seminiferøse rørformede germinale epitel af MSG-gruppen reduceret sammenlignet med de andre eksperimentelle grupper. Der var en stigning i den germinale epiteltykkelse af MSG plus APO-gruppen sammenlignet med MSG-gruppen. MSG er angivet at føre til fedme, som en appetitvækker [53]. Der er spørgsmålstegn ved, om MSG-forbrug kan være en risikofaktor i den hurtige stigning i epidemisk fedme.

I et åbent kohortestudie blandt voksne kinesiske blev det vist, at de, der brugte MSG, havde et højere kropsmasseindeks sammenlignet med dem, der ikke brugte MSG [54]. I andre eksperimentelle undersøgelser er det blevet observeret, at vægten af ​​MSG-givne rotter steg og gjorde dem tilbøjelige til fedme [55,56]. I vores undersøgelse var der dog ingen statistisk signifikant forskel i kropsvægt mellem forsøgsgrupperne, vægtet hver uge under forsøget. I en relateret undersøgelse, hvor MSG er blevet administreret til rotter, blev der observeret et fald i testikelvægten i MSG-gruppen sammenlignet med kontrolgruppen [4,52]. Testikelvægt/kropsvægt-forhold i vores nuværende undersøgelse indikerede imidlertid et fald i MSG-gruppen sammenlignet med andre eksperimentelle grupper, som statistisk ubetydelige. I undersøgelser, der undersøgte virkningerne af MSG på spermkoncentrationer, blev MSG fundet at forårsage et fald i spermlevedygtighed [4,49,52].

I en anden testikelskademodel blev den helbredende effekt af apocynin på sædparametre undersøgt, og der blev observeret en stigning i sædkoncentrationen i den apocyninhelende gruppe sammenlignet med skadesgruppen [27]. I vores undersøgelse, når man sammenlignede sædtal mellem forsøgsgrupper, fandt man ud af, at sædtallet var lavest i MSG-gruppen, mens sædtallet i MSG plus APO-gruppen var statistisk højere end i MSG-gruppen. Det er anført, at brugen af ​​apocynin er sikker i dyreforsøg. Derudover har APO potente antioxidanter og antiinflammatoriske virkninger i mange eksperimentelle modeller [57]. Eksperimentelle testikelskademodeller rapporterede effekten af ​​apocynin på reduktionen af ​​oxidativt stress [58,59].

I kemoterapi-baserede eksperimentelle undersøgelser blev den helbredende effekt af apocynin også fremhævet på testikelvæv. I disse undersøgelser blev det observeret, at apocynin fører til et fald i antallet af apoptotiske celler og en stigning i testosteronniveauer [27,60]. Som en af ​​faktorerne for mandlig infertilitet fører oxidativt stress til dysfunktion af sædceller. Oxidativ stress-induceret spermatozoon skade påvirker 30-80 procent af infertile mænd [61]. Enzymer i NOX-familien er ansvarlige for cellulær ROS-syntese, og apocynin er en NOX-hæmmer [45]. I en eksperimentel model for testikelskade, hvor apocynin blev brugt som et helbredende middel, blev den højeste NOX-2-immunreaktivitet observeret i testikelskadegruppen. APO-behandling konkluderede i et fald i antallet af NOX-2 immunopositive celler [27].

Litteraturdata afslørede et begrænset antal eksperimentelle undersøgelser af testikelskade, der evaluerede mængden og fordelingen af ​​NOX-2. I vores undersøgelse var NOX-2-immunreaktivitet højest i MSG-gruppen med en nedsat immunreaktivitet i MSG plus APO-gruppen sammenlignet med MSG-gruppen. Der var ingen signifikant forskel mellem APO-gruppen og kontrolgruppen, der viste den laveste NOX-2-immunreaktivitet. Apoptose er programmeret celledød, som er afgørende for vævshomeostase [62]. Regulering af apoptose er en kritisk faktor i udviklingen, differentieringen og funktionen af ​​kønsceller [61]. Eksponering for faktorer, der fører til oxidativ stress, påvirker spermatogenesen negativt ved negativt at påvirke strukturen af ​​kromatin i spermatozoer [63].

Infertile mænd har vist sig at have højere oxidativt stress og apoptotiske celler i deres sædvæske sammenlignet med fertile mænd. I eksperimentelle modeller af testikelskade blev det øgede antal apoptotiske celler i beskadiget testikelvæv vendt ved administration af APO som et helbredende stof [23,51]. I en eksperimentel undersøgelse af testikelskade viste apocynin sig at have en helbredende effekt på DNA-skader forårsaget af NOX-induceret oxidativ stress [64]. Tilsvarende i vores undersøgelse blev proliferationsindekset faldet i MSG-gruppen med en stigning i det apoptotiske indeks.

I MSG plus APO-gruppen blev et fald i det apoptotiske indeks og en stigning i det proliferative indeks evalueret. Blod-testis-barrieren beskytter de udviklende kønsceller mod det ydre miljø og giver støtte til, at kønscellerne deler sig og udvikler sig, hvilket er meget vigtigt for fertiliteten [65]. Sertoli-celler, som er specialiserede epitelceller, der findes i sædrørene, danner grundlaget for blod-testis-barrieren med tætte forbindelser. Occludin, ZO-1, ZO-2 og ZO-3 er molekyler, der findes i de tætte forbindelser af blod-testis-barrieren. ZO-proteiner er involveret i at binde occludin-proteinerne til actinet i cytoskelettet [66,67]. Det blev observeret, at spermatogenesen blev negativt påvirket, og atrofiske sædrør dannet i occludin knockout-musemodellen.

Vores undersøgelse afslørede de højeste immunreaktiviteter af ZO-1 og occludin i kontrolgruppen og APO-gruppen, hvorimod MSG-gruppen havde signifikant lavere immunreaktivitet. ZO-1- og occludin-immunreaktivitet var højere i MSG plus APO-gruppen sammenlignet med MSG-gruppen. Transmissionselektronmikroskopiske undersøgelser af eksperimentelle undersøgelser afbildede degenererede testikel-germinale epitelceller og lipiddråber [41,54] med forringede tætte forbindelser i blod-testis-barrieren [68]. I vores undersøgelse afslørede transmissionselektronmikroskopiske undersøgelser normal testikulær seminiferøs tubuli-ultrastruktur i kontrol- og APO-grupperne. Vakuolisering, lipiddråber og degenerationer i de tætte forbindelser af blod-testis-barrieren var tydelige i MSG-gruppen. I MSG plus APO-gruppen blev apocynin fundet at have en helbredende effekt på niveauet af ultrastrukturel skade.

5. Konkanvendelser

Vores undersøgelse konkluderede med en regulerende rolle af APO, for dannelsen af ​​reaktive oxygenderivater og HPG-aksen i rottetestikulær skade induceret af MSG. APO opretholdt balancen mellem det proliferative og apoptotiske indeks, bevarede integriteten af ​​blod-testis-barrieren og bidrog til helingen af ​​testikelvævsskader forårsaget af oxidativ skade. Det menes også, at administration af apocynin kan have en helbredende effekt på infertilitet ved at vende de skadelige virkninger af MSG både på sædmotilitet og antal.

Hvordan øger Cistanche testosteron?

Cistanche er en urt, der traditionelt bruges i kinesisk medicin til at øge energi, libido og overordnet vitalitet. Det menes, at Cistanche kan øge testosteronniveauet ved at hæmme aktiviteten af ​​et enzym kaldet aromatase, som omdanner testosteron til østrogen. Cistanche har også vist sig at øge produktionen af ​​luteiniserende hormon (LH) i kroppen. LH spiller en afgørende rolle i reguleringen af ​​testosteronproduktionen i testiklerne. Ved at øge LH-niveauerne kan Cistanche indirekte øge testosteronproduktionen. Ydermere indeholder Cistanche også flere fytokemikalier såsom echinacosid og acteosid, som besidder antioxidante egenskaber. Disse forbindelser kan hjælpe med at beskytte testiklerne og andre reproduktive organer mod oxidativ skade og derved forbedre deres funktion og øge testosteronproduktionen. Samlet set er de nøjagtige mekanismer, hvorved Cistanche øger testosteronniveauet, ikke fuldt ud forstået, men det er sandsynligvis et samspil mellem hæmning af aromatase, øget LH-produktion og yde antioxidantstøtte til det reproduktive system.

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

1 Institut for Histologi og Embryologi, School of Medicine, Acibadem Mehmet Ali Aydinlar University, Icerenkoy Mah., Kayisdagi Cad. nr. 32, Atasehir, Istanbul 34752, Tyrkiet

2 Institut for Biokemi, Det Farmaceutiske Fakultet, Marmara Universitet, Basibuyuk Yolu, 4/A, Basibuyuk, Istanbul 34854, Tyrkiet

3 Institut for Histologi og Embryologi, School of Medicine, Marmara University, Basibuyuk Yolu No. 9 D:2, Maltepe, Istanbul 34854, Tyrkiet