Apocynin zlepšuje poškození varlat indukované glutamátem sodným narušenou bariérou krevního varlete a parametry oxidačního stresuⅢ

4. Diskuze

V této studii byl hodnocen hojivý účinek APO na poškození varlat vyvolané MSG pomocí biochemických, mikroskopických a imunohistochemických parametrů. Hladiny testosteronu a LH se snížily a hladiny FSH se zvýšily, zvýšily se parametry oxidačního stresu, jako je hladina MDA, zatímco hladiny GSH a SOD se ve skupině MSG snížily. U poranění varlat vyvolaného MSG se zvýšilo histopatologické skóre a počet poškozených semenotvorných tubulů a spermií. Proliferační index byl nízký a apoptotický index vyšší ve skupině MSG. Tloušťka germinálního epitelu semenotvorných tubulů byla zmenšena.

Klikněte pro jade cistanche pro testosteron

Tyto degenerativní změny byly zvráceny podáváním APO. Skupina MSG znázorňovala pokles distribuce ZO-1 a okluzi jako proteiny s těsným spojením bariéry krev-varle. MSG ovlivnil markery oxidačního stresu. V této skupině došlo ke zvýšení distribuce proteinu NOX-2, který se podílel na syntéze ROS. Ultrastrukturní vyšetření skupiny MSG prokázalo výrazné poškození v cytoplazmě germinálních epiteliálních buněk semenotvorných tubulů s oddělenými těsnými spoji. Biochemické, histologické, imunohistochemické a ultrastrukturální analýzy ukázaly, že tyto parametry se zlepšily při léčbě APO ve skupině MSG plus APO.

Experimentální studie ukázaly, že orální požití MSG může být toxické pro reprodukci; vzhledem k vysokým dávkám použitým ve studiích se však toxické účinky na reprodukční systém v důsledku konzumace MSG pravděpodobně nepřenesly na lidskou spotřebu [33,34] Předpokládá se, že denní dávka MSG požitá člověkem je mezi 1200 a 3000 mg/kg [35]. V této studii byla pro návrh experimentu použita dávka 120 mg/kg tělesné hmotnosti MSG na základě alometrické extrapolace průměrného denního příjmu této látky u lidí [5].

Osa hypotalamus–hypofýza–gonadální (HPG) hraje klíčovou roli v procesech souvisejících s vývojem a zráním mužského reprodukčního systému. FSH je faktorem při udržování intragonadální syntézy testosteronu a spermatogeneze. LH hraje roli ve vývoji mužského pohlavního systému a procesu určování pohlaví stimulací Leydigových buněk [36]. Stimulace způsobí, že Leydigovy buňky vylučují potřebné hladiny testosteronu. Správná hladina testosteronu je řízena aktivitou GnRH prostřednictvím mechanismu negativní zpětné vazby [36].

S tímto mechanismem funguje osa HPG řízeně [37,38]. V některých populačních studiích bylo prokázáno, že pohlavní hormony ovlivňují morfologii, koncentraci a pohyblivost spermií. Ve studii subfertilních párů byl nalezen inverzní vztah mezi LH a motilitou a morfologií spermií [39]. V klinických studiích bylo zjištěno, že hladiny FSH negativně korelují s koncentrací spermií [40]. V jiných experimentálních studiích bylo po podání MSG zjištěno snížení motility spermií, koncentrace a hladiny LH hormonu. Studie také ukázaly, že MSG způsobuje pokles hladiny testosteronu a koncentrace spermií [34,41].

V naší současné studii byly hladiny FSH, LH a testosteronu ve skupině APO podobné jako u kontrolní skupiny. Statisticky významný pokles testosteronového hormonu byl pozorován ve skupině MSG. Ve skupině MSG bylo pozorováno významné zvýšení hladin hormonu FSH. Ve skupině MSG plus APO byla hladina FSH nižší než ve skupině MSG. Přestože byl ve skupině MSG pozorován pokles LH hormonu, mezi experimentálními skupinami nebyl statistický rozdíl v LH hormonu. MSG by mohl poškodit Leydigovy buňky kvůli sekreci testosteronu. S počtem spermií souvisí také snížená hladina testosteronu a LH. Nízké hladiny testosteronu a LH by tedy mohly souviset se sníženým počtem spermií a abnormální morfologií spermií [42].

Naproti tomu zvýšená hladina FSH ukazuje, že existuje porucha spermatogeneze způsobující změněnou signalizaci FSH. Bylo prokázáno, že MSG může způsobit poruchu hormonálních drah v hypotalamu [4]. Jako výsledek naší studie bylo pozorováno, že podávání MSG interferovalo s HPG osou ovlivněním hladin FSH, LH a testosteronu, stejně jako morfologie varlat a spermií, koncentrace spermií a pohyblivost. Podávání apocyninu snížilo narušené hladiny testosteronu, FSH a LH na téměř normální hodnoty a toto zlepšení hormonálních hladin ovlivnilo i morfologické parametry. SOD je důležitý enzym, který chrání buňky před poškozením způsobeným vnitřními a vnějšími superoxidovými ionty [43].

MDA je aldehyd tvořený volnými radikály během peroxidace lipidů a je indikátorem jak poškození buněčné membrány, tak závažnosti účinku kyslíkových radikálů na reaktivní buňky. Snížení SOD a zvýšení MDA může vyvolat oxidační stres, což vede k poškození buněk a buněčné smrti [24]. GSH se podílí na redukci ROS, jako je peroxid vodíku v buňce [44]. NOX je zdrojem ROS a apocynin je znám jako inhibitor NOX [45].

Ve studiích poškození varlete vyvolaného MSG se hladiny MDA ve tkáni varlat zvýšily a hladiny SOD se snížily, když byl MSG podáván [4,46]. V jiné studii bylo také prokázáno, že požití MSG snižuje hladiny GSH v testikulární tkáni [4]. Ve studii, ve které byl apocynin použit jako léčivý prostředek, bylo prokázáno, že apocynin snižoval hladiny MDA, které byly zvýšeny v důsledku poškození tkáně a způsobily zvýšení hladin GSH a SOD ve skupině s poškozením varlat [27]. V další experimentální studii modelu testikulární degenerace vyvolané hypoxií byla aktivace NOX-2 a hladiny MDA zvýšeny a hladiny GSH sníženy v důsledku účinku hypoxie. Bylo však prokázáno, že poškození testikulární tkáně bylo aplikací APO sníženo [47].

Naše současná studie dospěla k závěru, že ve skupině MSG došlo ke zvýšení hladin MDA se snížením hladin GSH a SOD. Mohli bychom navrhnout, že APO zlepšil tyto parametry ve skupině MSG plus APO prostřednictvím inhibice NOX-2. Některé preklinické studie odhalily toxické účinky MSG na mnoho orgánových systémů, jako jsou játra, ledviny a reprodukční systémy [3]. Experimentální studie uvádí, že MSG může způsobit neplodnost kvůli svému škodlivému účinku na vaječníky a oocyty [48]. Byl zaznamenán toxický účinek MSG na varlata s nerovnováhou pohlavních hormonů [34]. V podobné studii byly hladiny markerů oxidačního stresu zvýšeny v testikulárních tkáních potkanů, kterým byl podáván MSG, a morfologie varlat a morfologie spermií byly také negativně ovlivněny MSG [41].

Bylo pozorováno, že MSG vede k degeneraci morfologie varlat s negativním vlivem na testosteron [4,49]. Na modelech poranění varlat byl prokázán pokles tloušťky zárodečného epitelu semenotvorného tubulu [50,51]. V modelu poškození varlete vyvolaného MSG byla tloušťka epitelu semenotvorných tubulů snížena [52]. V naší studii byla tloušťka semenotvorného tubulárního zárodečného epitelu skupiny MSG ve srovnání s ostatními experimentálními skupinami snížena. Ve skupině MSG plus APO došlo ke zvýšení tloušťky germinálního epitelu ve srovnání se skupinou MSG. Uvádí se, že MSG vede k obezitě jako předkrm [53]. Existují otazníky, zda konzumace MSG může být rizikovým faktorem rychlého nárůstu epidemické obezity.

V otevřené kohortové studii mezi dospělými Číňany bylo prokázáno, že ti, kteří užívali MSG, měli vyšší index tělesné hmotnosti ve srovnání s těmi, kteří MSG neužívali [54]. V jiných experimentálních studiích bylo pozorováno, že hmotnost potkanů, kterým byl podáván MSG, se zvýšila a způsobila, že byli náchylní k obezitě [55,56]. V naší studii však nebyl mezi experimentálními skupinami statisticky významný rozdíl v tělesné hmotnosti, vážený každý týden během experimentu. V související studii, kde byl MSG podáván potkanům, byl pozorován pokles hmotnosti varlat ve skupině MSG ve srovnání s kontrolní skupinou [4,52]. Poměry testikulární hmotnosti/tělesné hmotnosti v naší současné studii však ukázaly pokles ve skupině MSG ve srovnání s jinými experimentálními skupinami jako statisticky nevýznamný. Ve studiích zkoumajících účinky MSG na koncentrace spermií bylo zjištěno, že MSG způsobuje snížení životaschopnosti spermií [4,49,52].

V jiném modelu poškození varlat byl zkoumán léčebný účinek apocyninu na parametry spermií a ve skupině léčené apocyninem bylo pozorováno zvýšení koncentrace spermií ve srovnání se skupinou s poškozením [27]. V naší studii bylo při srovnání počtu spermií mezi experimentálními skupinami zjištěno, že počet spermií byl nejnižší ve skupině MSG, zatímco počet spermií ve skupině MSG plus APO byl statisticky vyšší než ve skupině MSG. Uvádí se, že použití apocyninu je bezpečné ve studiích na zvířatech. Navíc má APO v mnoha experimentálních modelech silné antioxidační a protizánětlivé účinky [57]. Experimentální modely poranění varlat uváděly účinek apocyninu na snížení oxidačního stresu [58,59].

V experimentálních studiích založených na chemoterapii byl léčivý účinek apocyninu zdůrazněn také na tkáň varlat. V těchto studiích bylo pozorováno, že apocynin vede ke snížení počtu apoptotických buněk a zvýšení hladiny testosteronu [27,60]. Jako jeden z faktorů mužské neplodnosti vede oxidační stres k dysfunkci spermií. Poškození spermií vyvolané oxidačním stresem postihuje 30–80 procent neplodných mužů [61]. Enzymy z rodiny NOX jsou zodpovědné za buněčnou syntézu ROS a apocynin je inhibitorem NOX [45]. V experimentálním modelu poranění varlat, ve kterém byl jako léčivo použit apocynin, byla nejvyšší imunoreaktivita NOX-2 pozorována ve skupině s poraněním varlat. Léčba APO vyústila v pokles počtu NOX-2 imunopozitivních buněk [27].

Literární údaje odhalily omezený počet experimentálních studií poškození varlat hodnotících množství a distribuci NOX-2. V naší studii byla imunoreaktivita NOX-2 nejvyšší ve skupině MSG, se sníženou imunoreaktivitou ve skupině MSG plus APO ve srovnání se skupinou MSG. Mezi skupinou APO a kontrolní skupinou nebyl žádný významný rozdíl, vykazující nejnižší imunoreaktivitu NOX-2. Apoptóza je programovaná buněčná smrt, která je nezbytná pro tkáňovou homeostázu [62]. Regulace apoptózy je kritickým faktorem ve vývoji, diferenciaci a funkci zárodečných buněk [61]. Expozice faktorům, které vedou k oxidačnímu stresu, negativně ovlivňuje spermatogenezi tím, že negativně ovlivňuje strukturu chromatinu ve spermiích [63].

Bylo zjištěno, že neplodní muži mají vyšší oxidační stres a apoptotické buňky v semenné tekutině ve srovnání s plodnými muži. U experimentálních modelů poškození varlat byl zvýšený počet apoptotických buněk v poškozené tkáni varlete zvrácen podáním APO jako kurativní látky [23,51]. V experimentální studii poranění varlat bylo prokázáno, že apocynin má hojivý účinek na poškození DNA způsobené oxidativním stresem indukovaným NOX [64]. Podobně v naší studii byl index proliferace snížen ve skupině MSG se zvýšením apoptotického indexu.

Ve skupině MSG plus APO bylo hodnoceno snížení apoptotického indexu a zvýšení proliferačního indexu. Bariéra krev-varlata chrání vyvíjející se zárodečné buňky před vnějším prostředím a poskytuje podporu zárodečným buňkám při dělení a vývoji, což je velmi důležité pro plodnost [65]. Sertoliho buňky, což jsou specializované epiteliální buňky nacházející se v semenotvorných tubulech, tvoří základ bariéry mezi krví a varlaty s těsnými spoji. Ocludin, ZO-1, ZO-2 a ZO-3 jsou molekuly, které se nacházejí v těsných spojeních bariéry krev-varlata. ZO proteiny se podílejí na vazbě okludinových proteinů na aktin v cytoskeletu [66,67]. Bylo pozorováno, že spermatogeneze byla negativně ovlivněna a atrofické semenotvorné tubuly se vytvořily v modelu okludinových knockout myší.

Naše studie odhalila nejvyšší imunoreaktivitu ZO-1 a okludinu v kontrolní skupině a skupině APO, zatímco skupina MSG měla významně nižší imunoreaktivitu. Imunoreaktivity ZO-1 a okludinu byly vyšší ve skupině MSG plus APO ve srovnání se skupinou MSG. Transmisní elektronová mikroskopická vyšetření experimentálních studií prokázala degenerované testikulární germinální epiteliální buňky a lipidové kapénky [41,54] se zhoršeným těsným spojením v hemato-varletní bariéře [68]. V naší studii vyšetření transmisním elektronovým mikroskopem odhalilo normální ultrastrukturu testikulárního semenotvorného tubulu v kontrolní a APO skupině. Vakuolizace, lipidové kapénky a degenerace v těsných spojeních bariéry krev-varle byly evidentní ve skupině MSG. Ve skupině MSG plus APO bylo zjištěno, že apocynin má hojivý účinek na úrovni ultrastrukturálního poškození.

5. Závěrpoužití

Naše studie skončila regulační úlohou APO při tvorbě reaktivních kyslíkových derivátů a HPG osy při poranění varlat u potkanů ​​vyvolaném MSG. APO udržoval rovnováhu mezi proliferativním a apoptotickým indexem, zachovával integritu bariéry krev-varle a přispíval k hojení poškození testikulární tkáně způsobeného oxidativním poškozením. Předpokládá se také, že podávání apocyninu může mít léčebný účinek na neplodnost tím, že ruší škodlivé účinky MSG jak na pohyblivost spermií, tak na počet.

Jak Cistanche zvyšuje testosteron?

Cistanche je bylina tradičně používaná v čínské medicíně pro zvýšení energie, libida a celkové vitality. Předpokládá se, že Cistanche může zvýšit hladiny testosteronu inhibicí aktivity enzymu zvaného aromatáza, který přeměňuje testosteron na estrogen. Bylo také zjištěno, že Cistanche zvyšuje produkci luteinizačního hormonu (LH) v těle. LH hraje klíčovou roli v regulaci produkce testosteronu ve varlatech. Zvýšením hladiny LH může Cistanche nepřímo zvýšit produkci testosteronu. Kromě toho obsahuje Cistanche také několik fytochemikálií, jako je echinakosid a akteosid, které mají antioxidační vlastnosti. Tyto sloučeniny mohou pomoci chránit varlata a další reprodukční orgány před oxidačním poškozením, a tím zlepšit jejich funkci a zvýšit produkci testosteronu. Celkově nejsou přesné mechanismy, kterými Cistanche zvyšuje hladiny testosteronu, plně pochopeny, ale pravděpodobně jde o souhru inhibice aromatázy, zvýšení produkce LH a poskytování antioxidační podpory reprodukčnímu systému.

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

1 Ústav histologie a embryologie, Lékařská fakulta, Univerzita Acibadem Mehmet Ali Aydinlar, Icerenkoy Mah., Kayisdagi Cad. č. 32, Atasehir, Istanbul 34752, Turecko

2 Ústav biochemie, Farmaceutická fakulta, Univerzita Marmara, Basibuyuk Yolu, 4/A, Basibuyuk, Istanbul 34854, Turecko

3 Ústav histologie a embryologie, Lékařská fakulta, Univerzita Marmara, Basibuyuk Yolu č. 9 D:2, Maltepe, Istanbul 34854, Turecko