检索的生殖并发症外源性褪黑素治疗Sreptozotocin诱导糖尿病大鼠模型

文摘

本研究旨在评估histoarchitecture和改变生化睾丸、附睾和精囊的男性白化病老鼠用链脲霉素治疗。此外,另一个目标是评估使用外源性褪黑素的保护作用可能与链脲霉素。组织学和生化分析后得出结论,外源性褪黑素可能与其他抗氧化剂用于加强和调节抗氧化系统的功能,也要克服细胞损害糖尿病

关键字

褪黑素,糖尿病大鼠模型,生殖并发症,链脲霉素

介绍

现代化和改变生活方式使我们的身体容易一些疾病。他们影响生理迟早身体的过程,关注男性生殖导致繁殖性能的衰减。全球调查报道,糖尿病影响近10%的人口(1),是第八(心脏病和死亡的主要原因癌症在许多发达国家)。它的特点是高血糖、高甘油三酯血症和高胆固醇血症导致胰岛素分泌缺陷或减少组织对胰岛素的敏感性(胰岛素抵抗)和/或两者的结合2]。它有不利的影响性功能,尤其是在雄性个体。变化在糖尿病男性生殖功能开发,因为它减少了内分泌控制的精子形成,对氧化应激导致性欲减退,延迟性成熟,不育与精液质量差。前瞻性研究表明,男性低睾酮水平预测糖尿病的发展(3]。尽管准确的调节方式男性游离睾酮和空腹胰岛素水平在糖尿病男性独立于年龄、肥胖、和身体脂肪分布。糖尿病精子数减少、血清睾酮和精子发生障碍,精液体积,勃起功能障碍和失去性能力。

链脲霉素(STZ),一种抗生素抗癌剂,在糖尿病研究最突出的致糖尿病的代理在胰腺β-cells由于其细胞毒性。这是一个强有力的生长抑制剂和烷化剂,用于治疗结直肠、胰腺、肾上腺皮质和胃肠癌症在单一以及结合其他抗肿瘤的药物4]。的选择性毒性STZβ-cells是因为其优先积累β-cells通过吸收通过GLUT-2葡萄糖转运体。此前的研究表明,不同恶性肿瘤的化疗治疗使用STZ导致抗体的形成[5),这可能反过来,开始破坏胰岛素生产β-cells最后导致缺乏胰岛素的6]。因此,它会导致体内高血糖水平。多余的葡萄糖会auto-oxidized并成为自由基生产的起源。一些多余的葡萄糖引起non-enzymatic糖化蛋白质如血红蛋白将他们转换成糖化血红蛋白。

褪黑素是一种天然化合物中发现的人类,动物和微生物、动物和植物7]。在松果体合成,也从其他extra-pineal站点(如视网膜、肠、骨髓细胞和皮肤)(8]。荷尔蒙褪黑素的循环水平不同每天循环。它有一个强大的抗氧化效果,降低氧化应激,因为self-oxyradical清道夫和刺激内源性抗氧化系统;过氧化物、谷胱甘肽氧化酶、谷胱甘肽S转移酶(GST)和总硫醇在血液和肝脏(9]。发现,褪黑素结合位点在不同物种的生殖系统,它似乎是合理的假设褪黑激素对其行动通过直接的交互steroidogenic细胞的生殖器官。褪黑激素的抗氧化功能与能力有关清除活性氧(ROS / RNS) /氮物种。此外,通过刺激褪黑素减少自由基水平抗氧化酵素的活动。它研究了外源性褪黑素治疗恢复PCOS女性白化大鼠氧化应激和荷尔蒙水平(10)也报告说,它减少了链脲霉素诱导肝肾障碍即脂质过氧化反应速率、肝脏和肾脏功能测试(11]。本研究,旨在评估改变histoarchitecture和生化变化睾丸,附睾、精囊的男性白化病老鼠用链脲霉素治疗。此外,另一个目标是评估使用外源性褪黑素的保护作用可能与链脲霉素。

材料和方法

链脲霉素(STZ)溶解在0.1 m柠檬酸缓冲(pH值7.4)剂量的15毫克/公斤,管理intrapertoneally连续六天。血糖水平的动物使用Glucometer监控(ACCU检查)后72小时的链脲霉素(STZ)治疗。大鼠血糖水平超过超过250 mg / dl,直到第六天被确诊为糖尿病模型(表1)。

表1:实验设计。

组织学研究

实验完成后,老鼠被乙醚麻醉,然后牺牲。睾丸和男性的附属器官(精囊和附睾)被切割出来,清洗和衡量。组织在Bouin的固定剂固定24小时,处理进行生化分析。他们处理的各个步骤的脱水和间隙,然后嵌入石蜡。5μm厚的组织部分被剪掉了使用旋转式切片机(徕卡RM 2125 rt5)然后染色是由双染色法。Histomicrograph部分在三目的摸索研究显微镜下400 x的放大。

生物化学分析

总蛋白质含量的测定:总蛋白估计方法后,洛瑞等(12)做了一些调整。组织均质在Na₂有限公司₃使10%的匀浆。使用牛血清白蛋白标准曲线和吸光度是在635海里。

脂质过氧化(法律流程外包)分析:TBARS试验进行估计脂质过氧化(法律流程外包)后的修改方法Ohkawa et al (13]。组织中均质Tris-HCL (20 Mm) Absorbancewas采取吸光度在535 nm珀金埃尔默分光光度计(λ25,序列号501812090210)。法律流程外包的速度被表示为摩尔TBARS每克新鲜组织重量使用1.56×10的摩尔消光系数⁵米/厘米。

减少测定谷胱甘肽(GSH):硫醇含量测定用Sedlak和林赛的修改方法14]。组织匀浆制备蔗糖在0.025米。吸光度在412 nm(珀金埃尔默分光光度计,λ25,序列号。501812090210)。13100年的摩尔消光系数是用来计算谷胱甘肽含量。

超氧化物歧化酶(SOD)的活动:超氧化物歧化酶(SOD)活动组织评估通过的修改方法Kakkar et al ., (15]。组织匀浆制备0.25蔗糖和吸光度是在560 nm使用珀金埃尔默分光光度计(λ25,序列号。501812090210)。

过氧化氢酶(CAT)活动:啤酒的过氧化氢酶活性是由改性方法和筛选器16]。组织匀浆制备磷酸盐缓冲剂。吸光度是在240 nm 3分钟在珀金埃尔默分光光度计(λ25,序列号。501812090210)。

统计分析

统计分析是使用单向方差分析执行其次是学生的学习任务与SPSS 16.0统计软件(美国SPSS,芝加哥,IL)。一个概率值p < 0.05或p < 0.01被认为是具有统计学意义。

结果

器官重量

糖尿病大鼠器官重量显示显著的下降,而褪黑激素管理糖尿病大鼠增加器官重量控制的水平。褪黑激素和格列本脲单独显示保持类似的器官重量与对照组(图1)。

法律流程外包试验(氧化应激标记)

自由基产量提到更高的睾丸组织和附属性器官(附睾、精囊)链脲霉素诱导的糖尿病大鼠的控制。STZ诱导糖尿病大鼠注射褪黑素和格列本脲intrapertoneally,显示显著减少TBARS水平的组织。褪黑激素和格列本脲显示显著调节自由基生成(图2)。

减少谷胱甘肽(GSH)

谷胱甘肽水平指出在链脲霉素显著降低糖尿病大鼠。褪黑激素补充对链脲霉素糖尿病大鼠显示,硫醇含量逐渐增加。治疗结果与标准组件(格列本脲)治疗组(图3)。

超氧化物歧化酶活性

显著降低SOD活性在链脲霉素诱导糖尿病大鼠观察组织,而外源性褪黑素治疗糖尿病大鼠显示,抗氧化剂酶活性增加。SOD活性显示相对增加格列本脲和控制大鼠(图4)。

过氧化氢酶(CAT)活性

链脲霉素(STZ)诱导的糖尿病大鼠模型显示,过氧化氢酶(CAT)活性显著下降(过氧化氢酶,裂解成水和氧气分子)在睾丸、附睾、精囊链脲霉素(STZ)诱导糖尿病模型显示,过氧化氢酶活性显著增加,而控制和格列本脲图5)。

总蛋白质含量的估计

发现总蛋白质含量显著降低特定器官的链脲霉素(STZ)诱导的糖尿病大鼠。在总蛋白质含量显著增加的组织在STZ诱导糖尿病大鼠治疗褪黑激素和格列本脲intrapertoneally注入。结果与标准抗糖尿病分子(格列本脲)治疗组(图6)。

Histomicrograph的睾丸

组织学观察显示死腔细精管和收缩在糖尿病状态而褪黑激素治疗恢复的收缩和人口增加精子发生的细胞(图7)。

Histomicrograph附睾的

附睾证明液泡形成的组织学结构,纤维肌性的退化以及间质减少STZ诱导糖尿病大鼠。这些改变可能影响精子的成熟和能动性。重要的存储的附睾精子;附睾的任何细胞畸变都可能导致不孕。褪黑激素治疗恢复细胞异常与控制。然而,格列本脲还显示复苏细胞损害。褪黑激素和格列本脲监管附睾细胞结构(图8)。

Histomicrograph的精囊

组织学观察的精囊指出减少数量的柱状细胞从而抑制水分的分泌。然而,褪黑激素政府恢复柱状细胞的数量与对照组。格列本脲给糖尿病大鼠显示复苏的柱状细胞损害,但显著修复观察褪黑激素治疗糖尿病大鼠。褪黑激素和格列本脲维护精囊的结构和功能调制(图9)。

讨论

糖尿病(DM)影响世界人口的8.3%,大约有510万人年龄在20到79年在2014年死于糖尿病(IDF, 2014)。高死亡率和糖尿病对生活质量的负面影响是由于多个器官系统的进步的障碍,主要是由高血糖引起氧化应激(17]。STZβ-cell毒素,广泛用作致糖尿病的分子在实验动物诱发糖尿病。诱发自由基,提高氧化应激,负责的表现不同的毒性。通过破坏胰岛素分泌β-cells STZ诱发高血糖。导致自由基的形成机制在糖尿病可能不仅包括增加non-enzymatic和auto-oxidative糖基化也代谢能量代谢的变化,带来的压力水平的炎症介质,和抗氧化防御的状态18]。褪黑激素被认为是高度亲脂性的,亲水的性质。这有助于其传输通过所有生物膜进入细胞和亚细胞的隔间。由于这一点,政府通过任何途径显示了一个快速的褪黑激素浓度的升高,这可能使它减少氧化损害的细胞在脂质和水环境。这种遮蔽其他抗氧化剂穿透细胞慢。

在目前的研究中,重量分析显示,不同的生殖器官,组织特定变体附睾、精囊被发现在糖尿病影响条件比睾丸这意味着可能会有任何改变在细胞结构导致器官萎缩导致减少体重。这可能是一个强劲的原因附睾、精囊功能障碍在糖尿病诱发男性不育比较健康,附睾促进精子成熟和存储。已经证实,STZ诱导糖尿病会导致组织的重量减少雄性老鼠的泌尿生殖系统(19]。褪黑激素作为凋亡分子可能是防止细胞死亡,因此外源性褪黑激素恢复器官重量的损失。

在目前的研究中,TBARS水平确定作为氧化标记分析动物模型的应力水平。显著提升TBARS水平观察STZ诱导糖尿病大鼠相比,控制老鼠。这意味着一个杰出的自由基产量STZ诱导糖尿病大鼠。减少ROS生产褪黑素对糖尿病大鼠的政府表明褪黑激素作为自由基清除剂。每看到结果证实褪黑激素治疗的大鼠自由基生产中不显示任何变更这样的抗糖尿病药物(格列本脲)。本研究的结果正好与前面发现的莉娜,萨勃拉曼尼亚表示,褪黑激素的一种强有力的抗氧化剂和自由基清除剂。他们得出的结论是,褪黑激素可以控制的氧化滥用(i)直接清除各种自由基和活性氧,(ii)诱导抗氧化酵素减少ROS的稳态水平,抑制一氧化氮合酶(iii),生成一氧化氮,(iv)稳定细胞膜,帮助他们减少氧化损伤。类似的结果由Gutierrez-Cuesta et al ., (20.)据报道,褪黑激素改善prosurvival信号和减少prodeath信号。有人建议,褪黑素可能减弱睾丸损伤通过提高组织病理学改变和减少生殖细胞凋亡在高血糖的老鼠21]。精子的脂质过氧化反应的主要基质,显示过多的活性氧和自由基产生不良影响精子的运动性和生育22]。此外,细胞膜的脂质含量似乎打乱了糖尿病增加证明non-enzymatic糖化,脂质过氧化磷脂和胆固醇比率。

高血糖会导致产量的增加自由基中间体通过至少四个不同路线:增加糖酵解;细胞内激活的山梨糖醇(多元醇)通路;自动氧化non-enzymatic的蛋白质和葡萄糖糖化艾哈迈德(2005)。控制ROS的通量,有氧细胞已经开发出一种抗氧化防御系统,其中包括酶和non-enzymatic组件(23]。低分子量抗氧化剂的抗氧化系统包括分子和各种抗氧化酶(24]。谷胱甘肽(GSH),最普遍的低分子量抗氧化肽,超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性。

谷胱甘肽减少(谷胱甘肽)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)、谷胱甘肽循环(包括GPx, G6PDH GR、NADPH和ATP),所有酶和non-enzymatic系统在糖尿病条件下被削弱。STZ诱导他人诱导脂质过氧化反应和DNA链的断裂生殖器官。超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶活性的变化谷胱甘肽和维他命e水平已报告Oberley和Oberley25]。在糖尿病状态SOD活性显著降低睾丸、附睾、精囊在老鼠和老鼠。在这项研究中,谷胱甘肽水平降低,SOD、过氧化氢酶在糖尿病抗氧化防御机制的弱化。虽然政府褪黑激素相比显示出复苏的控制。这提出了褪黑激素治疗可以改善睾丸损害细胞和生化水平在糖尿病大鼠部分通过恢复SOD活性和抑制氧化应激。因此,活性氧产量减少,睾丸损害在改善糖尿病大鼠。有证据表明,链脲霉素诱导糖尿病释放自由基(26]。谷胱甘肽是通过NADPH葡萄糖代谢密切相关的一磷酸己糖分流,这是合乎逻辑的自由基代谢改变在糖尿病。

目前的研究表明著名生殖器官的总蛋白质含量的递减。这种蛋白质含量的降低可能是由于膜损害导致分泌的蛋白质从细胞和器官功能障碍可能原因和不规则蛋白质代谢。至今为止,至少可用报告是关于蛋白质量化在睾丸,附睾、精囊。因此,总蛋白质含量的下降减少了生殖能力在糖尿病状态,这可能是导致不孕的原因之一。

组织学观察研究显示,细精管萎缩退化胚细胞,无序的胚细胞,间质水肿,毛细血管堵塞和减少精子发生的细胞。先前的发现报告的这些变化也导致精子形成的失败和失败(27]。早期的研究证实类似睾丸的形态学改变(28,29日]。精原细胞母细胞生殖细胞显示细胞凋亡,减少精子发生的细胞系列(30.),结果在不同histocellular畸变等边缘失真,降低精子的数量,体积收缩,在糖尿病条件表明,精子数量明显减少。然而,褪黑激素政府STZ诱导大鼠睾丸功能恢复的异常变化。附睾的障碍可能导致不当STZ-diabetic老鼠精子能动性和生育能力下降。坏死的细胞结构可能导致液泡的形成,血管堵塞,巨噬细胞浸润和水肿的流体在孔隙空间中积累31日]。据报道在以前的研究中,在糖尿病状态精囊分泌细胞(pseudostratified柱状细胞)的数量减少和液泡的形成发生由于增加细胞的损害。这些细胞产生的自由基损害可能发生,因为异常的细胞死亡(32- - - - - -38]。然而,褪黑激素管理糖尿病大鼠细胞损失中恢复过来。附睾细胞结构在糖尿病状态显示减少间质和减少纤维肌肉组织的大小可能影响精子成熟和可能导致男性不孕不育。这是支持的组织学观察的31日]褪黑激素治疗显示,细胞修复改变转向的控制。褪黑激素和格列本脲监管附睾的细胞和功能状态。

结论

褪黑激素有各种修复抗氧化等生理功能,免疫调节,oncostatic、抗衰老和抗炎的作用。这些函数强迫科学界探索它的保护作用。本研究观察脂质过氧化反应率高(TBARS水平而言),抗氧化系统(谷胱甘肽、SOD和CAT)显示衰减STZ诱导的糖尿病条件,褪黑素显示非常有趣的结果通过调节糖尿病大鼠显著上调抗氧化抗氧化防御系统。组织学显微摄影显示,细胞修复损害睾丸,附睾、精囊STZ诱导引起的。因此,外源性褪黑素可能与其他抗氧化剂用于加强和调节抗氧化系统的功能,也要克服在糖尿病细胞损害。还需要进一步的研究来探索其作用机理non-receptor以及受体水平可能有助于医学科学领域的男性不育期间诱导糖尿病状态。

感兴趣的宣言

作者没有利益冲突。

确认

作者非常感谢动物学,大师Ghasidas Vishwavidyalaya(中央大学)提供可用的研究设施。作者也感谢博士Verma SK(动物学、纪源)贷款在显微镜检查他的帮助。研究机构在印度生物技术部施工方案是高度认可。

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