Odvar z Cistanche Deserticola zmírňuje testikulární toxicitu způsobenou hydroxymočovinou u samců myší

Kontakt:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

Li Gu, Wen-Ting Xiong, Chao Wang, Hong-Xia Sun, Guo-Fu Li a Xin Liu

Cílem této studie bylo vyhodnotit testikulární toxicitu vyvolanou hydroxymočovinou (HU) a možný protipůsobící účinek vodného extraktuCistanche deserticola(CD). HU je antineoplastický lék, který má potenciální reprodukční toxicitu, a HerbaCistanchese používá jako tonikum pro reprodukční systém po tisíce let. Šedesát myší bylo náhodně rozděleno do pěti skupin. S výjimkou myší v normální skupině, zbytek dostal HU (400 mg kg21 tělesné hmotnosti) intragastricky. Mezitím myši v normální a HU kontrolní skupinědostávali purifikovanou vodu a zbytek dostával intragastricky tři dávky CD odvarů (1,5, 3.0 a 6.0 g surové drogy kg21 tělesné hmotnosti) denně po dobu 4 týdnů. Ve skupinách HU byly pozorovány závažné léze varlat, hmotnost varlat (P,0.{10}}1) a hladiny luteinizačního hormonu v séru (P,0,01). Tři dávky CD odvarů zmírnily degeneraci spermatogenetických buněk indukovanou HU a do určité míry modulovaly hladiny sérových pohlavních hormonů.

Asian Journal of Andrology (2013) 15, 838–840; doi:10.1038/aja.2013.73; zveřejněno online 1. července 2013

klíčová slova:Cistanche deserticola; hormony; hydroxymočovina; semenotvorný tubulus

Cistanche tubulosa

ÚVOD

Hydroxyurea (HU) je antineoplastický lék, který má cytotoxické účinky na rychle proliferující S fázi buněčného cyklu. Při dávce vyšší než 200 mg kg21 však HU vede k selhání varlat, snížené kvalitě spermií a změněným hladinám hormonů v plazmě.1 Nejcitlivějšími indikátory pro detekci mužské reprodukční toxicity jsou hmotnost varlat a histopatologické nálezy ve varlatech. Primárními funkcemi varlat jsou spermatogeneze a produkce androgenů, především testosteronu,2 který je regulován folikulostimulačním hormonem (FSH) a luteinizačním hormonem (LH) v ose hypotalamus-hypofýza-gonáda.3 Bylo prokázáno, že HU potlačuje spermatogenezi a potlačují syntézu a uvolňování testosteronu, z nichž 1 je pravděpodobně odpovědný za mužskou neplodnost. Malá pozornost však byla zaměřena na hledání léků ke zmírnění testikulární toxicity vyvolané HU.

Herba Cistanche, stonekCistanchedruhu, se v některých asijských zemích po tisíce let zabývá bylinnou medicínou jako tonikum. MeziCistanchedruh,CistanchedeserticolaYC MA (CD) byl v teorii tradiční čínské medicíny označen jako primární zdrojový materiál pro tonizaci ledvin a povzbuzení „jangu“,4 který je údajně účinný pro reprodukci, vývoj a funkci plodnosti. Vzhledem k přínosu CD na reprodukční systém by v této studii měly být prozkoumány potenciální účinky suplementace CD proti testikulární toxicitě vyvolané HU.

MATERIÁLY A METODY

HU byl zakoupen od Qiu Pharmaceutical Co., Ltd (Ji'nan, Čína). Sušené stonky CD byly zakoupeny od Shenzhen GURU Biology Co., Ltd (Shenzhen, Čína). Vzorky CD byly připraveny jako vodné odvary a šedesát samců myší Kunming bylo náhodně rozděleno do pěti skupin. Myším v normální skupině byla podávána purifikovaná voda intragastricky po dobu 4 týdnů denně, zatímco ostatní myši dostávaly HU (4{{1{14}}}}0 mg kg21). Mezitím bylo skupinám léčeným CD podáváno intragastricky 1,5 g kg21 (nízká dávka odvarové skupiny CD, LCD1HU), 3,0 g kg21 (střední dávka odvarové skupiny CD, MCD1HU) a 6,0 g kg21 (vysoká dávka odvarové skupiny CD , HCD1HU) CD odvary, v tomto pořadí, zatímco normální a HU skupině byla podávána pouze voda. Na konci léčby byla varlata zvážena a bylo provedeno rutinní histologické vyšetření. Byly odebrány vzorky krve a byly měřeny koncentrace celkových sérových hormonů (testosteron, LH a FSH) za použití komerčních souprav pro radioimunoanalýzu (Beijing North Institute of Biological Technology, Peking, Čína).

Cistanchemůže posílittestosteron

VÝSLEDEK

Histologické hodnocení varlat normálních myší odhalilo normální semenotvorný epitel s typickými buněčnými stádii. Morfologie spermatogonie, spermatocytů, kulatých spermatid a spermií se zdála normální (obrázek 1a). Ve skupině HU však byla pozorována závažná kavitace lumen semenotvorného tubulu ve varlatech s téměř všemi typy degenerovaných spermatogenetických buněk. V některých případech byly tubuly prakticky prázdné a některé byly zhroucené (obrázek 1b). Při léčbě CD odvary však byly v semenotvorném epitelu pozorovány určité spermatogonie a časné spermatocyty (šipky) (obrázek 1c–1e), ačkoli kavitace lumen semenotvorného tubulu byla také pozorována ve varlatech. Mezi třemi skupinami léčenými CD nebyly nalezeny žádné zjevné rozdíly.

Na konci {{0}}týdenních experimentů byla průměrná hmotnost varlat ve skupině HU významně nižší než u normální skupiny (P,0 0,01). Na rozdíl od HU kontrol se hmotnosti varlat zvýšily přibližně o 25 procent ve skupině LCD1HU, o 23 procent ve skupině MCD1HU a o 28 procent ve skupině HCD1HU. Kromě toho byla průměrná koncentrace testosteronu u HU myší přibližně o 27 procent nižší než u jejich normálních protějšků. Nicméně koncentrace testosteronu měla tendenci být zvýšena přibližně o 25 procent a 22 procent ve skupinách HCD1HU a MCD1HU, v tomto pořadí, ve srovnání s kontrolou HU. Kromě toho byly průměrné hladiny LH v séru u HU myší sníženy o 65 procent (P,0,01) ve srovnání s normální kontrolou. Odvary z CD však zvýšily hladiny LH v séru přibližně o 28 procent ve skupině HCD1HU, o 26 procent ve skupině MCD1HU a o 30 procent ve skupině LCD1HU. Nebyly pozorovány žádné významné rozdíly mezi skupinami ohledně koncentrací FSH (tabulka 1).

DISKUSE

Naše výsledky prokázaly, že nadbytek HU vedl k vážným testikulárním lézím a snížení sérových hladin testosteronu a LH. Odvary z CD však působily proti nebezpečným účinkům HU na semenotvorné kanálky varlat a do určité míry modulovaly hladiny hormonů.

Jednou z primárních funkcí varlat je produkce spermií. Několik retrospektivních studií zaznamenalo abnormální parametry spermií během a po léčbě HU.5 Spermatogeneze závisí na normálním počtu a morfologii spermatogonií, spermatocytů a kulatých spermatid. HU indukuje apoptózu testikulárních zárodečných buněk v časovém a stádiu specifickém vzoru, následuje postupně spermatogonie, spermatocyty a spermatidy, protože spermatogonie jsou citlivé na chemoterapeutika.6 Při kontinuálním podávání s HU nebyly pozorovány žádné interakce mezi spermatogenetickými buňkami a Sertoliho buňkami a spermie, kulaté spermatidy, spermatocyty a spermatogonie postupně odcházely kromě testikulárního defektu; tedy atrofované semenotvorné tubuly, které obsahovaly velké vakuoly a málo buněk, měly podstatně menší průměry ve srovnání s normálními tubuly u myší, kterým byla podávána HU.

Také jsme pozorovali, že semenotvorné tubuly byly prakticky prázdné a že hmotnosti varlat byly sníženy při podávání HU. Nicméně CD remitovalo, že varlata se zmenšila o 20 až 70 procent ve srovnání s kontrolami HU, přičemž některé spermatogenetické buňky jsou stále přítomny v semenotvorném epitelu. Inhibice syntézy DNA se podílí na zprostředkování toxicity HU,7, která souvisí s involucí spermatogenetických buněk. Je zajímavé, že Liu et al.8 zjistili, že syntéza DNA v játrech a slezině myší poškozených HU byla obnovena odvarem z CD. Obnovení spermatogeneze bylo tedy pravděpodobně způsobeno obnovením syntézy DNA ve varlatech pomocí CD.

U mužů hraje androgen klíčovou roli ve vývoji mužských reprodukčních tkání.9 Zjistili jsme, že odvar z CD měl tendenci zvyšovat obsah testosteronu v séru, pravděpodobně kvůli jeho účinku podobnému androgenům.10–12 Nicméně suprafyziologické dávky o testosteronu a jeho derivátech je známo, že potlačují spermatogenezi.13 Toxikologický výzkum ukázal, že hladiny testosteronu v séru klesly přibližně na 5.0–10,0 g surové drogy kg21 tělesné hmotnosti odvaru z CD u normálních myší.14 Je možné, že supresivní účinek CD jako erektogenního činidla podobného androgenu způsobil, že na dávce závislý účinek tří dávek CD odvarů proti poškození varlat bylo obtížnější detekovat. Proto by měly být dávky udržovány v bezpečných mezích.

U mužů je testosteron syntetizován a vylučován Leydigovými buňkami varlat a je regulován LH a FSH.15 Zdá se, že regulace syntézy testosteronu je jedinou nepostradatelnou funkcí LH v dospělých varlatech3,15 a zpětná kontrola testosteronu pomocí LH jsou konzistentní. Zpětná kontrola testosteronu pomocí FSH je však poměrně složitá.16 V současné studii HU ovlivnila endokrinní funkci LH u samců myší více než funkci FSH, zatímco účinky CD na hladiny LH a FSH nebyly snadno detekovatelné.

Závěrem lze říci, že HU způsobila léze varlat v dávce 400 mg kg21. CD odvary zmírnily spermatogenetickou buňku

degenerace vyvolaná HU; tento účinek souvisí s jeho ektogenním účinkem podobným androgenům. Naše zpráva však otevírá debatu o tom, zda je CD prospěšné pro spermie po jednom cyklu spermií prostřednictvím obnovy syntézy DNA v buňkách varlat.

AUTORSKÉ PŘÍSPĚVKY

LG a XL studii koncipovaly a podílely se na jejím designu. WTX a CW prováděly pokusy na zvířatech a histologická hodnocení. LG a HXS ​​se účastnily hodnocení hormonů. Společnost LG navrhla rukopis. GFL provedl statistickou analýzu a pomohl revidovat rukopis. Všichni autoři přečetli a schválili konečný rukopis.

KONKURENČNÍ FINANČNÍ ZÁJMY

Autoři nemají žádné konkurenční finanční zájmy.

PODĚKOVÁNÍ

Tato práce byla podpořena grantem z Projektu na podporu vědy a technologie v regionu Nanshan v Shenzhenu (Čína) (č. 2009058).

ODKAZ

1 Jones KM, Niaz MS, Brooks CM, Roberson SI, Aguinaga MP a kol. Nežádoucí účinky klinicky relevantní dávky hydroxymočoviny používané k léčbě srpkovité anémie na cílové parametry mužské fertility. Int J Environ Res Veřejné zdraví 2009; 6: 1124–44,2 Pereira ML, Santos TM, das Neves RP, Costa FG, de Jesus JP. Zapojení Cr(V) do dráhy toxicity poškození varlat. Asian J Androl 2002; 4: 153–5,3 Robert WH, Robert EB. Hormonální regulace spermatogeneze. Int J Androl 2004;27: 335–42.4 Jiang Y, Tu PF. Analýza chemických složek vCistanchedruh. J Chromatogr A2009; 1216: 1970–9,5 Strouse JJ, Heeney MM. Hydroxymočovina pro léčbu srpkovité anémie: účinnost, bariéry, toxicita a léčba u dětí. Pediatr Rakovina krve 2012; 59: 365–71,6 Shin JH, Mori C, Shiota K. Zapojení apoptózy zárodečných buněk při indukci testikulární toxicity po léčbě hydroxyureou. Toxicol Appl Pharma 1999; 155:139–49,7 Larouche G, Hales BF. Vliv exprese lidské superoxiddismutázy 1 v myším modelu na embryotoxicitu hydroxymočoviny. vrozené vady Res A Clin MolTeratol 2009; 85: 800–7,8 Liu FC, Ding GX, Li XJ. Účinky syntézy DNA Epimedium sagittatum a Cistanche deserticolaon ve zvířecím modelu s ''Yangovou nedostatečností'' vyvolané hydroxymočovinou. ChinJ Int Tradit West Med 1984; 8: 488–91,9 Mooradian AD, Morley JE, Korenman SG. Biologické působení androgenů. Endocr Rev 1987; 8: 1–28.10 He W, Zong GZ, Wu GL, Chen MH. Průzkum aktivních složekCistancheúčinek podobný androgenům. Chin J Chin Mater Med 1996; 9: 564–5,11 Zhang Y, Wu H, Wang SN, Zheng HC. Srovnání funkce ledvin vyživující a ''Jang''posilující tři různé druhy bylin Cistanche. Chin J ChinMater Med 1994; 3: 169–71,12 Zong GZ, He W, Wu GL, Chen MH, Shen X et al. Srovnání mezi Cistanchedeserticola YC Ma aC. tubulosa(Schenk) R. o některých farmakologických účincích. Chin J Chin Mater Med 1996; 7: 436–7,13 Purohit SB, Saxena D, Laloraya M, Kumar GP. Změněná molekulární dynamika a antioxidační stav ve spermatu u testosteronem indukované oligospermie u myší. Molecular Reprod Dev 2000; 55: 316–25,14 Kim SW, Yoo SH, Lee HJ, Kim K, Kim do R et al.Cistanches herbaindukuje testescytotoxicitu u samců myší. Bull Environ Contam Toxicol 2012; 88: 112–7,15 Nieschlag E, Simoni M, Gromoll J, Weinbauer GF. Role FSH v regulaci spermatogeneze: klinické aspekty. Clin Endocrinol 1999; 51: 139–46.16 Hellqvist A, Schmitz M, Borg B. Účinky kastrace a androgenní léčby na expresi FSH-b a LH-b u tříhřbetního lipkavece, gasterosteusaculeatus – rozdíly ve zpětné vazbě zprostředkovávající fotoperiodickou reakci zrání? Gen Comp Endocr 2008; 158: 178–82.