Decoctul de Cistanche Deserticola atenuează toxicitatea testiculară indusă de hidroxiuree la șoarecii masculi

A lua legatura:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

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

Acest studiu și-a propus să evalueze toxicitatea testiculară indusă de hidroxiuree (HU) și posibilul efect de contracarare al unui extract apos deCistanche deserticola(CD). HU este un medicament antineoplazic care are toxicitate potențială pentru reproducere, iar HerbaCistanchea fost folosit ca tonic pentru sistemul reproductiv de mii de ani. Șaizeci de șoareci au fost împărțiți aleatoriu în cinci grupuri. Cu excepția șoarecilor din grupul normal, restul au primit HU (400 mg kg21 greutate corporală) intragastric. Între timp, șoarecii din grupurile de control normale și HUau primit apă purificată, iar restul au primit intragastric trei doze de decocturi CD (1,5, 3,0 și, respectiv, 6,0 g de medicament brut kg21 greutate corporală) zilnic timp de 4 săptămâni. Au fost observate leziuni severe ale testiculelor, greutatea testiculelor (P,0.01) și nivelurile serice ale hormonului luteinizant (P,0,01) au fost de asemenea scăzute semnificativ, în grupurile cu HU. Trei doze de decocturi CD au atenuat degenerarea celulelor spermatogenetice induse de HU și au modulat într-o oarecare măsură nivelurile serice de hormoni sexuali.

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

Cuvinte cheie:Cistanche deserticola; hormoni; hidroxiuree; tubul seminifer

Cistanche tubulosa

INTRODUCERE

Hidroxiureea (HU) este un medicament antineoplazic care are efecte citotoxice asupra fazei S cu proliferare rapidă a ciclului celular. Cu toate acestea, la o doză mai mare de 200 mg kg21, HU are ca rezultat insuficiență testiculară, scăderea calității spermei și niveluri alterate de hormoni plasmatici.1 Cei mai sensibili indicatori pentru detectarea toxicității reproductive masculine sunt greutatea testiculară și constatările histopatologice la nivelul testiculelor. Funcțiile primare ale testiculelor sunt spermatogeneza și producerea de androgeni, în primul rând testosteronul2, care este reglat de hormonul foliculostimulant (FSH) și hormonul luteinizant (LH) în axa hipotalamus-hipofizo-gonada.3 S-a demonstrat că HU suprimă spermatogeneza și reprimă sinteza și eliberarea testosteronului, dintre care 1 este probabil responsabil pentru infertilitatea masculină. Cu toate acestea, puțină atenție a fost concentrată asupra găsirii de medicamente pentru a atenua toxicitatea testiculară indusă de HU.

Herba Cistanche, tulpinaCistanchespecie, a fost implicat în medicina pe bază de plante ca tonic de mii de ani în unele țări asiatice. PrintreCistanchespecie,CistanchedeserticolaYC MA (CD) a fost indicat ca material sursă primară pentru tonificarea rinichilor și revigorarea „Yang” în teoria medicinei tradiționale chineze4, care se presupune că este eficientă pentru funcția de reproducere, dezvoltare și fertilitate. Având în vedere beneficiile CD asupra sistemului reproducător, în studiul de față, ar trebui investigate efectele potențiale ale suplimentării CD împotriva toxicității testiculare induse de HU.

MATERIALE ȘI METODE

HU a fost achiziționat de la Qiu Pharmaceutical Co., Ltd (Ji'nan, China). Tulpinile uscate de CD au fost achiziționate de la Shenzhen GURU Biology Co., Ltd (Shenzhen, China). Probele CD au fost pregătite sub formă de decocturi apoase, iar șaizeci de șoareci masculi Kunming au fost randomizați în cinci grupuri. Șoarecilor din grupul normal li sa administrat apă purificată intragastric timp de 4 săptămâni zilnic, în timp ce celorlalți șoareci au primit HU (4{{10}}0 mg kg21). Între timp, grupurile tratate cu CD au fost administrate intragastric cu 1,5 g kg21 (doză mică de grup cu decoct CD, LCD1HU), 3,0 g kg21 (doza mediană din grupul cu decoct CD, MCD1HU) și 6,0 g kg21 (doză mare de grup cu decoct CD). , HCD1HU) decocturi CD, respectiv, în timp ce grupele normale și HU au fost administrate numai apă. La sfârșitul tratamentului, testiculele au fost cântărite și s-a efectuat o evaluare histologică de rutină. Au fost obținute probe de sânge și concentrațiile totale de hormoni seric (testosteron, LH și FSH) au fost măsurate utilizând truse comerciale de radioimunotest (Beijing North Institute of Biological Technology, Beijing, China).

Cistanchepoate stimulatestosteron

REZULTATE

Evaluarea histologică a testiculelor de la șoareci normali a evidențiat un epiteliu seminifer normal cu stadii celulare tipice. Morfologia spermatogoniilor, spermatocitelor, spermatidelor rotunde și spermatozoizilor a părut normală (Figura 1a). Cu toate acestea, cavitația severă a lumenului tubului seminifer din testicule a fost observată în grupul HU, cu aproape toate tipurile de celule spermatogenetice degenerate. În unele cazuri, tubulii erau practic goli, iar unii s-au prăbușit (Figura 1b). Cu toate acestea, atunci când au fost tratate cu decocturi CD, unele spermatogonie și spermatocite timpurii (săgeți) au fost observate în epiteliul seminifer (Figura 1c-1e), deși cavitația lumenului tubului seminifer a fost, de asemenea, prezentată în testicule. Nu au fost găsite diferențe aparente între cele trei grupuri tratate cu CD.

La sfârșitul experimentelor {{{0}}săptămânii, greutatea medie a testiculelor în grupul HU a fost semnificativ mai mică decât cea a grupului normal (P,0,01). Spre deosebire de controalele HU, greutatea testiculelor a crescut cu aproximativ 25% în grupul LCD1HU, 23% în grupul MCD1HU și 28% în grupul HCD1HU. În plus, concentrația medie de testosteron la șoarecii HU a fost cu aproximativ 27 la sută mai mică decât omologii lor normali. Cu toate acestea, concentrația de testosteron a avut tendința de a crește cu aproximativ 25% și, respectiv, 22% în grupurile HCD1HU și, respectiv, MCD1HU, în comparație cu controlul HU. În plus, nivelurile medii de LH serice la șoarecii HU au fost reduse cu 65 la sută (P, 0,01) în comparație cu controlul normal. Cu toate acestea, decocturile CD au crescut nivelurile serice de LH cu aproximativ 28% în grupul HCD1HU, 26% în grupul MCD1HU și 30% în grupul LCD1HU. Nu au fost observate diferențe semnificative între grupuri în ceea ce privește concentrațiile de FSH (Tabelul 1).

DISCUŢIE

Rezultatele noastre au demonstrat că excesul de HU a dus la leziuni testiculare grave și scăderea nivelului seric de testosteron și LH. Cu toate acestea, decocturile CD au contracarat efectele periculoase ale HU asupra tubilor seminiferi ai testiculelor și au modulat nivelul hormonilor într-o oarecare măsură.

Una dintre funcțiile primare ale testiculelor este producția de spermatozoizi. Mai multe studii retrospective au raportat parametri anormali ai spermatozoizilor în timpul și după tratamentul cu HU.5 Spermatogeneza depinde de numărul normal și de morfologia spermatogoniilor, spermatocitelor și spermatidelor rotunde. HU induce apoptoza celulelor germinale testiculare într-un model specific timpului și etapei, urmată succesiv de spermatogonie, spermatocite și spermatide, deoarece spermatogoniile sunt sensibile la medicamentele chimioterapeutice.6 Atunci când sunt administrate cu HU în mod continuu, nu au fost observate interacțiuni între celulele spermatogenetice și celulele Sertoli. , iar spermatozoizii, spermatidele rotunde, spermatocitele și spermatogoniile s-au desprins succesiv pe lângă defectul testicular; astfel, tubulii seminiferi atrofiați, care conțineau vacuole mari și puține celule, aveau diametre considerabil mai mici în comparație cu tubii normali la șoarecii cărora li s-a administrat HU.

Am observat, de asemenea, că tubii seminiferi erau practic goli și că greutatea testiculară a fost scăzută sub administrarea de HU. Cu toate acestea, CD-ul a remis testiculele micșorarea cu 20 la sută -70 la sută în comparație cu controalele HU, cu unele celule spermatogenetice încă prezente în epiteliul seminifer. Inhibarea sintezei ADN este implicată în mediarea toxicității HU,7 care este legată de o involuție a celulelor spermatogenetice. Interesant, Liu et al.8 au descoperit că sinteza ADN-ului ficatului și splinei la șoareci afectați de HU a fost recuperată prin decoct CD. Reluarea spermatogenezei s-a datorat astfel probabil refacerii sintezei ADN-ului la testicule prin CD.

La bărbați, androgenii joacă un rol cheie în dezvoltarea țesuturilor reproductive masculine.9 Am constatat că decoctul CD a avut tendința de a crește conținutul de testosteron seric, probabil datorită efectului său asemănător androgenului.10–12 Cu toate acestea, dozele suprafiziologice de testosteron și derivații săi sunt cunoscute că suprimă spermatogeneza.13 Cercetările toxicologice au arătat că nivelurile de testosteron seric au scăzut la aproximativ 5.0–10,0 g de medicament brut kg21 greutate corporală de decoct CD la șoarecii normali.14 Este posibil ca efectul de suprimare al CD ca agent erectogen asemănător androgenului a făcut ca efectul dependent de doză al celor trei doze de decocturi CD împotriva leziunilor testiculare să fie mai dificil de detectat. Prin urmare, dozele trebuie păstrate în limite de siguranță.

La bărbați, testosteronul este sintetizat și secretat de celulele Leydig ale testiculelor și este reglat de LH și FSH.15 Reglarea sintezei de testosteron pare a fi singura funcție indispensabilă a LH în testiculele adulte,3,15 și controlul feedback-ului testosteronul de LH sunt consistente. Cu toate acestea, controlul feedback-ului testosteronului de către FSH este relativ complex.16 În studiul actual, HU a afectat funcția endocrină a LH mai mult decât funcția FSH la șoarecii masculi, în timp ce efectele CD asupra nivelurilor de LH și FSH nu au fost ușor de detectat.

În concluzie, HU a provocat leziuni testiculare la o doză de 400 mg kg21. Decocturile CD au atenuat celula spermatogenetică

degenerare indusă de HU; acest efect este legat de efectul său ectogen asemănător androgenului. Cu toate acestea, raportul nostru deschide dezbaterea dacă CD este benefică pentru spermatozoizi dincolo de un ciclu de spermatozoizi prin recuperarea sintezei ADN-ului în celulele testiculelor.

CONTRIBUȚIILE AUTORILOR

LG și XL au conceput studiul și au participat la proiectarea acestuia. WTX și CW au efectuat experimente pe animale și evaluări histologice. LG și HXS au participat la evaluarea hormonală. LG a redactat manuscrisul. GFL a efectuat analiza statistică și a ajutat la revizuirea manuscrisului. Toți autorii au citit și au aprobat manuscrisul final.

INTERESE FINANCIARE CONCURENTE

Autorii nu au interese financiare concurente.

MULȚUMIRI

Această lucrare a fost susținută de un grant din partea Proiectului de sprijin pentru știință și tehnologie din regiunea Nanshan din Shenzhen (China) (nr.2009058).

REFERINŢĂ

1 Jones KM, Niaz MS, Brooks CM, Roberson SI, Aguinaga MP et al. Efectele adverse ale unei doze relevante din punct de vedere clinic de hidroxiuree utilizată pentru tratamentul siclemiei asupra criteriilor finale de fertilitate masculină. Int J Environ Res Public Health 2009; 6: 1124–44,2 Pereira ML, Santos TM, das Neves RP, Costa FG, de Jesus JP. Implicarea Cr(V) în calea de toxicitate a leziunilor testiculare. Asian J Androl 2002; 4: 153–5.3 Robert WH, Robert EB. Reglarea hormonală a spermatogenezei. Int J Androl 2004;27: 335–42.4 Jiang Y, Tu PF. Analiza constituenților chimici înCistanchespecii. J Chromatogr A2009; 1216: 1970–9,5 Strouse JJ, Heeney MM. Hidroxiuree pentru tratamentul siclemiei: eficacitate, bariere, toxicitate și management la copii. Pediatr Blood Cancer 2012; 59: 365–71,6 Shin JH, Mori C, Shiota K. Implicarea apoptozei celulelor germinale în inducerea toxicității testiculare după tratamentul cu hidroxiuree. Toxicol Appl Pharma 1999; 155:139–49,7 Larouche G, Hales BF. Impactul exprimării superoxidului dismutază 1 umană într-un model de șoarece asupra embriotoxicității hidroxiureei. Birth Defects Res A Clin MolTeratol 2009; 85: 800–7,8 Liu FC, Ding GX, Li XJ. Efectele sintezei ADN-ului Epimedium sagittatum și Cistanche deserticolaon în modelul animal „Insuficiența Yang” indusă de hidroxiuree.ChinJ Int Tradit West Med 1984; 8: 488–91,9 Mooradian AD, Morley JE, Korenman SG. Acțiunile biologice ale androgenilor. Endocr Rev1987; 8: 1–28.10 He W, Zong GZ, Wu GL, Chen MH. Explorarea ingredientelor active aleCistancheefect asemănător androgenului. Chin J Chin Mater Med 1996; 9: 564–5.11 Zhang Y, Wu H, Wang SN, Zheng HC. Comparație între funcțiile de hrănire a rinichilor și de întărire „Yang” a trei specii diferite de plante medicinale Cistanche. Chin J ChinMater Med 1994; 3: 169–71,12 Zong GZ, He W, Wu GL, Chen MH, Shen X și colab. Comparaţii între Cistanchedeserticola YC Ma şiC. tubulosa(Schenk) R. wight asupra unor acţiuni farmacologice. Chin J Chin Mater Med 1996; 7: 436–7.13 Purohit SB, Saxena D, Laloraya M, Kumar GP. Dinamica moleculară modificată și statutul antioxidant în spermatozoizi în oligospermia indusă de testosteron la șoarece. Molecular Reprod Dev 2000; 55: 316–25.14 Kim SW, Yoo SH, Lee HJ, Kim K, Kim do R și colab.Cistanches herbainduce citotoxicitate testiculară la șoarecii masculi. Bull Environ Contam Toxicol 2012; 88: 112–7.15 Nieschlag E, Simoni M, Gromoll J, Weinbauer GF. Rolul FSH în reglarea spermatogenezei: aspecte clinice. Clin Endocrinol 1999; 51: 139–46.16 Hellqvist A, Schmitz M, Borg B. Efectele castrarii și tratamentului cu androgeni asupra expresiei FSH-b și LH-b în spiniculul cu trei coloane vertebrale, gasterosteusaculeatus - diferențe de feedback care mediază răspunsul de maturare fotoperiodic? Comp Endocr 2008; 158: 178–82.