Ethics code: (IR.IAU.KAU.REC.1401.030)
Dehghani M, Shariati M, Moghadamnia D. The Protective Effect of Curcumin and Vitamin D on Physiological and Histopathological Changes of Testis in Adult Rats Treated with Methotrexate: An Experimental Study. JRUMS 2022; 21 (8) :853-868
URL:
http://journal.rums.ac.ir/article-1-6648-fa.html
دهقانی مهناز، شریعتی مهرداد، مقدم نیا داوود. تأثیر حفاظتی کورکومین و ویتامین D بر تغییرات فیزیولوژیک و هیستوپاتولوژیک بیضه در موشهای صحرایی بالغ تیمار شده با متوترکسات: یک مطالعه تجربی. مجله دانشگاه علوم پزشکی رفسنجان. 1401; 21 (8) :853-868
URL: http://journal.rums.ac.ir/article-1-6648-fa.html
دانشگاه آزاد اسلامی، کازرون، ایران
متن کامل [PDF 542 kb]
(505 دریافت)
|
چکیده (HTML) (895 مشاهده)
متن کامل: (656 مشاهده)
مقاله پژوهشی
مجله دانشگاه علوم پزشکی رفسنجان
دوره 21، آبان 1401، 868-853
تأثیر حفاظتی کورکومین و ویتامین D بر تغییرات فیزیولوژیک و هیستوپاتولوژیک بیضه در موشهای صحرایی بالغ تیمار شده با متوترکسات: یک مطالعه تجربی
مهناز دهقانی، مهـرداد شریعتـی، داوود مقدمنیا
دریافت مقاله: 19/05/1401 ارسال مقاله به نویسنده جهت اصلاح: 22/06/1401 دریافت اصلاحیه از نویسنده: 22/08/1401 پذیرش مقاله: 23/08/1401
چکیده
زمینه و هدف: کورکومین و ویتامین D دارای فعالیت آنتیاکسیدانی میباشند. هدف از این پژوهش تعیین اثر حفاظتی کورکومین و ویتامین D بر تغییرات فیزیولوژیک و هیستوپاتولوژیک بیضه در موشهای صحرایی بالغ تیمار شده با متوترکسات بود.
مواد و روش ها: در این مطالعه تجربی، 25 سر موش صحرایی نر بالغ به 5 گروه 5تایی تقسیم شدند. گروه کنترل، گروه شاهد: 1 میلیلیتر آب مقطر به عنوان حلال، متوترکسات (٥ میلیگرم/کیلوگرم)، متوترکسات+کورکومین (٢٠٠ میلیگرم/کیلوگرم) + ویتامینD (500 واحد بینالمللی/کیلوگرم)، متوترکسات+کورکومین (4٠٠ میلیگرم/کیلوگرم) + ویتامینD (10٠٠ واحد بینالمللی/کیلوگرم). پس از 28 روز تیمار با کورکومین و ویتامین D (گاواژ)، خونگیری مستقیم از قلب جهت اندازهگیری غلظت سرمی هورمون لوتئینی (Luteinizing hormone; LH)، هورمون محرک فولیکول (Follicle-stimulating hormone; FSH) و هورمون تستوسترون انجام شد. بیضهها خارج و تغییرات بافتی بعد از رنگآمیزی هماتوکسیلین-ائوزین مورد بررسی قرار گرفت. دادهها با استفاده از آنالیز واریانس یکطرفه و آزمون تعقیبی Tukey تجزیه و تحلیل شد.
یافتهها: سطح هورمون تستوسترون، تعداد اسپرماتوگونی، اسپرماتوسیت، اسپرم و لیدیگ، در گروه تجربی 1 نسبت به گروههای کنترل و شاهد کاهش معنیداری نشان داد، اما سطح سرمی هورمونهای LH و FSH افزایش معنیداری را نشان داد (05/0>p). سطح هورمون تستوسترون، تعداد اسپرماتوگونی، اسپرماتوسیت، اسپرم و لیدیگ در گروههای تجربی 3 و 4 نسبت به گروه تجربی 1، افزایش معنیداری نشان داد، اما سطح سرمی هورمونهای LH و FSH کاهش معنیداری نشان داد (05/0>p).
نتیجهگیری: احتمالاً کورکومین و ویتامین D به دلیل داشتن خاصیت آنتیاکسیدانی و ضدالتهابی قادر است تغییرات فیزیولوژیک و هیستوپاتولوژیک بیضه در موشهای صحرایی بالغ تیمار شده با متوترکسات را بهبود بخشد.
واژههای کلیدی: کورکومین، ویتامین D، متوترکسات، تستوسترون، بیضه، موش صحرایی
مقدمه
امروزه یکی از دغدغههای علم پزشکی ناباروری میباشد. آمارهای جهانی نشان میدهد که ١٥ درصد زوجهای جوان با مشکل ناباروری مواجه هستند [1]. معمولاً اختلالات باروری به طور مساوی بین زنان و مردان توزیع میشود، یعنی فاکتورهای زنانه و مردانه به یک میزان در این امر دخیل هستند. در ناباروری با علت مردانه اختلالات اسپرماتوژنز ٩٠ درصد، اختلال انتقال اسپرم و عملکرد غدد ضمیمه ٦ درصد، اختلالات نعوظ ٢ درصد، اختلالات انزال ١ درصد و اختلال در نزدیکی هم ١ درصد از علل اصلی ناباروری را تشکیل میدهند. از تمام موارد ناباروری ٤٠ تا ٥٠ درصد به دلیل فاکتورهای مردانه است [2].
متوترکسات (Methotrexate) در درمان لوسمی حاد کودکان و انواع لنفوم مؤثر است و در زنان مبتلا به کوریوکارسینوما ممکن است درمان قطعی بیماری باشد. تأکید فعلی در شیمی درمانی سرطان ها بر کاربرد ترکیبی از داروها است. متوترکسات وقتی با سایر داروها توأم گردد ممکن است در درمان بعضی از تومورهای بافتهای تخمدان، کولون و کارسینوم پستان مفید واقع شود [3]. متوترکسات در درمان لنفوسارکوم، لنفوم بورکیت، لوسمی لنفوبلاستیک حاد و تومورهای ناحیه سر و گردن کاربرد دارد [4]. همچنین، متوترکسات به عنوان درمان کمکی در استئوسارکوما، تومورهای مثانه، مغز، سینه و دستگاه ادراری-تناسلی استفاده میشود [5]. متوترکسات امروزه به عنوان یکی از داروهای انتخابی در درمان آرتریت روماتوئید در نظر گرفته میشود و در ۶۰ درصد از بیماران با دوزهایی بسیار پایینتر نسبت به شیمی درمانی سرطانها، مفید واقع میشود [6]. با وجود مصرف زیاد این دارو، متوترکسات دارای اثرات جانبی متنوعی در پستانداران میباشد. متوترکسات سبب اختلال در او وژنز و اسپرماتوژنز شده و ممکن است روی باروری اثر مهاری داشته باشد [7]. متوترکسات مانند سایر مهار کنندههای فولات، تراتوژن بوده و با مرگ جنینی در ارتباط است [8].
کورکومین (Curcumin) ترکیب اصلی و فعال زردچوبه [9]، رنگدانه فنولیک زرد رنگی است که دارای طیف وسیعی از فعالیتهای بیولوژیکی و فارماکولوژیکی میباشد [10]. مهمترین اثرات بیولوژیکی این ماده خواص ضد التهابی و ضد توموری آن است [11]. علاوه بر این، کورکومین یک آنتیاکسیدان مطرح و یکی از قویترین پاکسازی کنندههای رادیکالهای آزاد میباشد که قادر است از تولید انواع رادیکالهای آزاد اکسیژن (Reactive oxygen species; ROS) در محیط بیولوژیک و برونتنی جلوگیری نماید [12]. تحقیقات نشان داده است که کورکومین از بیضه در برابر آسیبهای هیستوپاتولوژیک ناشی از کادمیوم و استرس اکسیداتیو در موش محافظت میکند [13]. همچنین، کورکومین و کورستین با افزایش فعالیت هورمونهای هیپوفیز-گناد و آنزیمهای استروئیدوژن، اختلالات سیستم تناسلی ناشی از سایپرمترین و دلتامترین را در موشهای صحرایی نر ویستار بهبود بخشیدند [14]. بنابراین، کورکومین ممکن است به عنوان یک آنتیاکسیدان قوی در جلوگیری از ناهنجاریهای عمده ناشی از استرس اکسیداتیو متوترکسات و رادیکالهای آزاد تولید شده در بیضه و اسپرم مفید و مؤثر واقع گردد [15].
ویتامین D یک ویتامین محلول در چربی ضروری برای حفظ هموستاز کلسیم، سلامت استخوان و جلوگیری از شکستگی است و همچنین با فشارخون بالا، دیابت، سندرم متابولیک، سرطان، بیماریهای خودایمنی و عفونی و غیره مرتبط است [16]. در انسان، منبع اولیه ویتامین D تبدیل 7-دهیدروکلسترول به ویتامین D ناشی از اشعه فرابنفش B در پوست است [17]. کمبود ویتامین D را با بروز و مرگ و میر بسیاری از انواع سرطان مرتبط میدانند. مهمتر از همه، در مطالعات صورت گرفته بر روی مدل حیوانی در شرایط In vitro و In vivo به وضوح اثرات ضد توموری ویتامین D نشان داده شده است [18].
مطالعات مختلفی درباره اثرات مفید ویتامین D بر اسپرماتوژنز انجام گرفته است. در مطالعهای گزارش گردید که تیمار ترکیبی ویتامین D و E منجر به بهبود قابل توجهی در عملکرد تولید مثل تحت تأثیر فلوراید گردید [19]. همچنین، درمان با ویتامین D3 عملکرد بیضه را در موشهای دیابتی از طریق مسیر سیگنالدهی گیرنده گاما/فاکتور رشد تبدیلکننده بتا 1/فاکتور هستهای کاپا B فعال شده توسط پراکسی زوم بهبود بخشید [20].
راههای مختلفی برای درمان ناباروری پیشنهاد و توصیه شده است. در بسیاری از نقاط جهان استفاده از ویتامین D و کورکومین برای کنترل و درمان برخی بیماریها مرسوم بوده است [21]. البته اطلاعات دقیقی در مورد مکانیزم عمل آن وجود ندارد. با توجه به عوارض جانبی کم و خواص آنتیاکسیدانی و ضد التهابی ویتامین D و کورکومین [22]، هدف از پژوهش حاضر تعیین تأثیر حفاظتی کورکومین و ویتامین D بر تغییرات فیزیولوژیک و هیستوپاتولوژیک بیضه در موشهای صحرایی بالغ تیمار شده با متوترکسات است.
مواد و روشها
در این مطالعه تجربی از 25 سر موش صحرایی نر بالغ نژاد ویستار با وزن تقریبی 230 تا 260 گرم و سن 5/2 تا 3 ماه استفاده شد. کلیه حیوانات در خانه حیوانات دانشگاه آزاد اسلامی واحد کازرون تهیه و نگهداری شدند و این مطالعه در سال 1400 انجام شد. حیوانات بهطور تصادفی در 5 گروه 5تایی تا زمان انجام آزمایش در قفسهای استاندارد و تحت شرایط یکسان با دمای 22-20 درجه سانتیگراد و با چرخه نوری 12 ساعت روشنایی و 12ساعت تاریکی نگهداری شدند و رطوبت نسبی حدود 65-55 درصد کنترل و ثبت گردید. آب و غذای کافی در اختیار حیوانات قرار گرفت و رعایت معیارهای اخلاقی در پژوهش و تحقیقات بالینی و مطالعاتی بر روی حیوانات با توجه به بیانیه هلسینکی (قطعنامه انجمن بینالمللی پزشکی) رعایت شد. کد اخلاق مطالعه IR.IAU.KAU.REC.1401.030 میباشد.
حیوانات به 5 گروه 5تایی تقیسم شدند که عبارتند از: گروه کنترل: حیوانات در این گروه هیچگونه دارو یا حلال دریافت نکردند. گروه شاهد: حیوانات در این گروه به مدت ٢٨ روز روزانه ١ میلیلیتر آب مقطر به عنوان حلال دارو دریافت کردند. گروه تجربی 1: حیوانات در این گروه به مدت ٢٨ روز متوترکسات با دوز ٥ میلیگرم بر کیلوگرم وزن بدن به صورت گاواژ دریافت کردند. گروه تجربی 2: حیوانات در این گروه به مدت ٢٨ روز متوترکسات با دوز 5 میلیگرم بر کیلوگرم، کورکومین با دوز ٢٠٠ میلیگرم بر کیلوگرم و ویتامین D3 با دوز ٥٠٠ واحد بینالمللی/کیلوگرم به صورت گاواژ دریافتکردند. گروه تجربی 3: حیوانات در این گروه به مدت ٢٨ متوترکسات با دوز ٥ میلیگرم بر کیلوگرم، کورکومین با دوز ٤٠٠ میلیگرم بر کیلوگرم و ویتامین D3 با دوز ١٠٠٠ واحد بینالمللی/کیلوگرم به صورت گاواژ دریافتکردند.
متوترکسات (ساخت شرکت سیگما آلدریچ آلمان) و ویتامین D (ساخت شرکت داروسازی دانا ایران) بودند. طرز تهیه کورکومین با دوزهای 200 و 400 میلیگرم/کیلوگرم به این صورت بود که برای گروه تجربی 2 به نسبت ٢٠٠ میلیگرم بر کیلوگرم کورکومین در ١ میلیلیتر آب مقطر حل شد و برای گروه تجربی 2 به نسبت 4٠٠ میلیگرم بر کیلوگرم کورکومین در ١ میلیلیتر آب مقطر حل شده و هر روز به صورت تازه تهیه گردیده و در شیشههای کوچک مشخص شده با برچسب ریخته و نگهداری شدند [23-24].
پس از پایان یافتن دوره تیمار حیوانات تحت تأثیر بیهوشی با اتر قرار گرفتند. خونگیری از بطن چپ قلب به عمل آمد. نمونههای خونی به دست آمده به مدت 20 دقیقه در شرایط آزمایشگاهی نگهداری شدند و به مدت 5 دقیقه در دور 3000 در دقیقه سانتریفیوژ (مدل EBA200 ، هتیچ، آلمان) شدند. سپس سرم هر لوله جمعآوری شد.
پس از جداسازی سرم، میزان غلظت سرمی هورمون محرک فولیکول (Follicle-stimulating hormone; FSH) و هورمون لوتئینی (Luteinizing hormone; LH) و تستوسترون به روش معمول آزمایشگاهی یعنی رادیوایمونواسی (Radioimmunoassay) با کیتهای مخصوص اندازهگیری شدند. کیتهای هورمونی مورد استفاده در این تحقیق که شامل محلولهای استاندارد، ید رادیواکتیو، آنتیبادی و بافر شستشو بود که همگی از شرکت کاوشیار خریداری و تهیه شدند.
همچنین، در پایان آزمایش بیضهها جدا شدند و از آنها مقاطع بافتی تهیه شد [25]. پس از رنگ آمیزی به روش هماتوکسیلین-ائوزین مطالعات بافتی با میکروسکوپ نوری (مدل E100، نیکون، ژاپن) صورت گرفت و شاخصهای تراکم و آرایش لولههای اسپرم ساز، تعداد سلولهای اسپرماتوگونی، اسپرماتوسیت و اسپرماتید، سلولهای سرتولی و لیدیگ و همچنین تراکم اسپرم در لومن مورد مطالعه قرار گرفتند [26].
دادهها با استفاده از نرمافزار SPSS نسخه 18 تجزیه و تحلیل شد. نتایج به صورت "خطای استاندارد میانگین ± میانگین" گزارش شده است. پس از تأیید نرمال بودن توزیع فراوانی دادههای جمعآوری شده، با استفاده از آزمون Shapiro-Wilk (05/0<p) و همگنی واریانس گروهها توسط آزمون Levene (05/0<p)، به منظور مقایسه میانگین متغیرهای مورد بررسی در گروههای مورد مطالعه، از آنالیز واریانس یکطرفه و آزمون تعقیبی Tukey استفاده شد. سطح معنیداری در آزمونها 05/0 در نظر گرفته شد.
نتایج
میانگین غلظت سرمی FSH و LH در گروه تجربی 1 (متوترکسات، 5 میلیگرم/کیلوگرم) نسبت به گروههای کنترل و شاهد افزایش معنیداری نشان داد (001/0>p). میانگین غلظت سرمی FSH و LH در گروههای تجربی 2 و 3 نسبت به گروه تجربی 1 کاهش معنیداری نشان داد (001/0>p) (جدول 1).
میانگین غلظت سرمی هورمون تستوسترون در گروه تجربی 1 نسبت به گروه کنترل و شاهد کاهش معنیداری نشان داد (001/0>p). میانگین غلظت سرمی هورمون تستوسترون در گروه تجربی 2 نسبت به گروه تجربی 1 افزایش معنیداری نشان داد (001/0>p). میانگین غلظت سرمی هورمون تستوسترون در گروه تجربی 2 نسبت به گروههای کنترل و شاهد کاهش معنیداری نشان داد (001/0=p). میانگین غلظت سرمی هورمون تستوسترون در گروه تجربی 3 نسبت به گروه تجربی 1 افزایش معنیداری نشان داد (004/0=p) (جدول 1).
میانگین تعداد سلولهای سرتولی در گروه تجربی 1 نسبت به گروه کنترل و شاهد تغییر معنیداری نشان نداد (034/0=p). میانگین تعداد سلولهای سرتولی در گروههای تجربی 2 (535/0=p) و 3 (669/0=p) نسبت به گروه تجربی 1 تغییر معنیداری نشان نداد. میانگین تعداد سلولهای سرتولی در گروههای تجربی 2 (118/0=p) و 3 (044/0=p) نسبت به گروههای کنترل و شاهد تغییر معنیداری نشان نداد (جدول 1).
جدول [j1] 1- مقایسه میانگین غلظت سرمی هورمونهای LH، FSH و تستوسترون در گروههای مختلف موش صحرایی نر بالغ نژاد ویستار (5=n در هر گروه)
گروههای مورد مطالعه |
غلظت هورمون تستوسترون
(نانوگرم/میلیلیتر) |
غلظت هورمونFSH (واحد بینالمللی/ میلیلیتر) |
غلظت هورمون LH
(واحد بینالمللی/ میلیلیتر) |
تعداد سلولهای سرتولی |
کنترل |
12/0 ± 88/1 |
20/1 ± 60/23 |
28/1 ± 20/33 |
06/1 ± 20/18 |
شاهد |
17/0 ± 68/1 |
02/1 ± 40/26 |
71/1 ± 20/36 |
01/1 ± 20/20 |
تجربی 1 (متوترکسات، 5 میلیگرم/کیلوگرم) |
a 03/0 ± 58/0 |
a 80/1 ± 80/52 |
a 58/1 ± 00/68 |
86/0 ± 80/19 |
تجربی 2
(متوترکسات، 5 میلیگرم/کیلوگرم و کورکومین، 200 میلیگرم/کیلوگرم و ویتامینD،500 واحد بینالمللی/کیلوگرم) |
ab 13/0 ± 48/1 |
b 83/1 ± 60/28 |
b 28/1 ± 20/38 |
07/1 ± 40/19 |
تجربی 3
(متوترکسات، 5 میلیگرم/کیلوگرم و کورکومین،400 میلیگرم/کیلوگرم و ویتامینD،1000 واحد بینالمللی/کیلوگرم) |
b 12/0 ± 58/1 |
b 15/2 ± 20/28 |
b 20/1 ± 40/36 |
50/0 ± 60/19 |
دادههای جدول به صورت "خطای استاندارد میانگین ± میانگین" گزارش شده است.
علامت a، نشان دهنده اختلاف معنیدار گروههای تجربی با گروههای کنترل و شاهد در سطح معنیداری 05/0 میباشد.
علامت b، نشان دهنده اختلاف معنیدار گروههای تجربی 2 و 3 با گروه تجربی 1 در سطح معنیداری 05/0 میباشد.
آنالیز واریانس یکطرفه و آزمون تعقیبی Tukey
میانگین تعداد سلولهای اسپرماتوگونی، اسپرم و لیدیگ در گروه تجربی 1 نسبت به گروه کنترل و شاهد کاهش معنیداری نشان داد (001/0>p). میانگین تعداد سلولهای اسپرماتوگونی، اسپرم و لیدیگ در گروه تجربی 2 نسبت به گروه تجربی 1 افزایش معنیداری نشان داد (001/0>p). میانگین تعداد سلولهای اسپرماتوگونی، اسپرم و لیدیگ در گروه تجربی 2 نسبت به گروههای کنترل و شاهد کاهش معنیداری نشان داد (001/0>p). میانگین تعداد سلولهای اسپرماتوگونی، اسپرم و لیدیگ در گروه تجربی 3 نسبت به گروه تجربی 1 افزایش معنیداری نشان داد (001/0>p) (جدول 2).
میانگین تعداد سلول اسپرماتوسیت در گروه تجربی 1 نسبت به گروه کنترل و شاهد کاهش معنیداری نشان داد (001/0>p). میانگین تعداد سلولهای اسپرماتوگونی، اسپرماتوسیت، اسپرم و لیدیگ در گروههای تجربی 2 و 3 نسبت به گروه تجربی 1 افزایش معنیداری نشان داد (001/0>p). میانگین تعداد سلولهای اسپرماتوگونی، اسپرماتوسیت، اسپرم و لیدیگ در گروههای تجربی 2 و 3 نسبت به گروه تجربی 1 کاهش معنیداری نشان داد (001/0>p) (جدول 2).
جدول 2- مقایسه میانگین تعداد سلولهای اسپرماتوگونی، اسپرماتوسیت اولیه، اسپرماتید و لیدیگ در گروههای مختلف موش صحرایی نر بالغ نژاد ویستار (5=n در هر گروه)
گروههای مورد مطالعه |
تعداد سلولهای اسپرماتوگونی |
تعداد سلولهای اسپرماتوسیت |
تعداد سلولهای اسپرم |
میانگین
تعداد سلولهای لیدیگ |
کنترل |
52/1 ± 80/37 |
28/1 ± 40/71 |
76/1 ± 00/118 |
70/0 ± 00/14 |
شاهد |
76/1 ± 00/37 |
86/1 ± 60/71 |
85/1 ± 20/118 |
06/1 ± 20/14 |
تجربی 1 (متوترکسات، 5 میلیگرم/کیلوگرم) |
a 92/0 ± 40/15 |
a 81/1 ± 00/28 |
a 46/1 ± 20/51 |
a 67/0 ± 60/4 |
تجربی 2
(متوترکسات، 5 میلیگرم/کیلوگرم و کورکومین،200 میلیگرم/کیلوگرم و ویتامینD، 500 واحد بینالمللی/کیلوگرم) |
ab 20/1 ± 60/24 |
ab 30/3 ± 20/43 |
ab 09/4 ± 80/105 |
ab 92/0 ± 60/8 |
تجربی 3
(متوترکسات، 5 میلیگرم/کیلوگرم و کورکومین،400 میلیگرم/کیلوگرم و ویتامینD،1000 واحد بینالمللی/کیلوگرم) |
b 71/1 ± 20/35 |
ab 81/1 ± 00/63 |
b 78/4 ± 80/109 |
b 70/0 ± 00/12 |
دادههای جدول به صورت "خطای استاندارد میانگین ± میانگین" گزارش شده است.
علامت a، نشان دهنده اختلاف معنیدار گروههای تجربی با گروههای کنترل و شاهد در سطح معنیداری 05/0 میباشد.
علامت b، نشان دهنده اختلاف معنیدار گروههای تجربی 2 و 3 با گروه تجربی 1 در سطح معنیداری 05/0 میباشد.
آنالیز واریانس یکطرفه و آزمون تعقیبی Tukey
بررسی فتومیکروگراف تهیه شده از لولههای اسپرم ساز نشان داد که در گروههای کنترل و شاهد لولههای اسپرم ساز با تراکم زیاد، فاصله کم و بسیار مرتب در بافت بیضه دیده شد. اپیتلیوم زایشی لولهها شکل طبیعی خود را حفظ کرده و سلولها دارای نظم و ترتیب و به هم پیوستگی هستند (اشکال الف و ب).