Varikosel oluşturulan ratlarda germ hücre apopitozisini önleyici bir alternatif medikal tedavi etkinliğinin immünohistokimyasal ve elektron mikroskobik yöntemlerle araştırılması

Abstract

Varikosel, yüzyıllardır bilinmesine karşın patofizyolojisi günümüze kadar tam olarak aydınlatılamamış erkek infertilitesinin en önemli sebebidir. İnfertilite nedeniyle başvuranların ortalama %30-40'ında varikosel saptanmaktadır. Patofizyolojisinde, değişen testiküler kan akımı, testis-interstisyel sıvı ilişkisi, hipertermi, ikincil venöz basınç artışı, renal-adrenal reflü, hormonal disfonksiyon, otoimmünite, akrozom reaksiyonu, oksidatif stres ve apopitoz yer almaktadır. Özellikle reaktif oksijen radikallerinin sperm deoksiribonükleik asit (DNA) hasarına yol açtıkları gösterilmiştir. Oluşan DNA hasarının tamirinde Poly ADP-Riboz Polimeraz (PARP) esansiyel de olsa, varikoselin süresi ve iskemik ortama bağlı oksidatif stres artışı ile bu enzimin aşırı aktivasyonu hücrenin apopitoz ile ölümüne yol açabilir. Varikoselde bazı antioksidanların etkinliği çalışılmışsa da PARP inhibitörlerinin etkisi henüz denenmemiştir. Bu çalışmada amaç, deneysel olarak varikosel oluşturulmuş erişkin ratlarda, intraperitoneal 3-aminobenzamide (3-AB) injeksiyonunun testis histolojisi ve apopitoz üzerine etkisini araştırmaktır.Çalışmaya 26 adet erişkin Wistar cinsi erkek rat dahil edildi. Ratlar toplam 4 gruba ayrıldı. Birinci grupta yer alan 6 hayvan hiçbir işleme tabi tutulmadı. İkinci gruptaki 6 hayvana ise sham operasyonu uygulandı. Üçüncü grupta yer alan 5 hayvana renal venin parsiyel ligasyonu sonucu varikosel oluşturuldu. Dördüncü grupta yer alan 9 hayvanda ise varikosel oluşturuldu ve 30 gün süreyle günde iki kez intraperitoneal 3-aminobenzamide injeksiyonu yapıldı. 30 gün sonra İlk üç gruptaki tüm hayvanlara orşiektomi yapıldı. Testis dokuları 3 parçaya ayrılarak histopatolojik, elektron mikroskobik ve biyokimyasal inceleme için hazırlandı. Dördüncü grupta yer alan hayvanların testis dokuları da ilaç uygulanması bitince çıkartıldı. Tüm testis dokuları, Johnsen skorları açısından değerlendirildi. Apopitoz değerlendirilmesi için ise poliklonal Anti-Aktif Caspase 3 antikoru kullanıldı.Doku malondialdehit (MDA) değerlerinin, varikosel grubunda, kontrol, sham ve varikosel + 3-AB grubuna göre anlamlı şekilde yüksek olduğu saptanırken (sırasıyla p=0,000, p=0,000, p=0,000) antioksidan enzim değerleri açısından ise gruplar arasında istatistiksel olarak anlamlı fark bulunmadı. Grupların ortalama Johnsen skorları karşılaştırıldığında, varikosel grubu ile kontrol, sham ve varikosel + 3-AB grupları arasında istatistiksel olarak anlamlı bir fark saptandı (sırasıyla p=0,000, p=0,000, p=0,000). Varikosel grubunda ortalama apoptotik indeks, kontrol ve sham grubu ile karşılaştırıldığında belirgin şekilde artmış bulundu ancak bu artış istatistiksel olarak anlamlı değildi (sırasıyla p=0,445 ve p=0,175). Varikosel oluşturulup ardından 30 gün süreyle intraperitoneal 3-AB uygulanan grupta apoptotik indeks, kontrol ve sham grubu ile karşılaştırıldığında istatistiksel olarak anlamlı derecede artmış bulunurken (sırasıyla p=0,007, p=0,001), varikosel grubu ile karşılaştırıldığında istatistiksel olarak anlamlı değişikliğe rastlanmadı (p= 1,000). Elektron mikroskobik incelemede, varikosel grubunda, düzensiz, laminasyon gösteren, katlantılı bazal lamina, seminiferöz tübül hücrelerinin sitoplazmalarına doğru invajinasyonlar göstermekteydi ve bazı Sertoli hücre sitoplazmalarında, düz yüzlü endoplazmik retikulum (DER) sisternalarının farklı büyüklüklerde genişlemeler gösterdiği saptandı. Bu bulgular varikosel+3-AB grubunda da gözlendi.Çalışmamızın sonuçları, varikoselin, spermatogenezi etkilediğini, ortalama Johnsen skorlarında düşmeye ve apoptotik indekste artışa neden olduğunu göstermektedir. 3-aminobenzamid uygulamasının, Johnsen skor ortalamalarını, kontrol ve sham grubu düzeyine yükselttiği ancak apopitotik indeks ortalamalarının, varikosel grubundan farklı olmadığı gözlenmiştir. Varikosel sonucu gelişen iskemik ve oksidatif strese bağlı testis hasarının gerilemesinde 3-aminobenzamid'in olumlu etkileri olabilir.

Although varicolece has been known for centuries, its pathophysiology is the most important cause of the male infertility which is still not clear today. Varicocele is determined about %30, 40 rates of the applicants who come with the complaint of infertility. Changable testicular blood flow, testes-interstitial liquid relation, hyperthermia, secondary venous pressure increase, renal-adrenal reflux, hormonal disfunction, autoimmunity, acrosome relation, oxidative stress and apoptosis have been taken place in its pathophysiology. Especially it is predicted that reactive oxygen species gave rise to the damage of sperm DNA. Although Poly ADP-Ribose Polymerase is essential in the restoration of DNA damage, the duration of varicocele oxidative stress increase dependent on the ischemical environment and excessive activation of the enzyme can cause the apoptotic cell death. The effect of PARP inhibitors hasn?t been tested yet, although the efficiency of the anti-oxidants has been tested in varicocele. In this study, the aim is to search the effect of intraperitoneal 3-aminobenzamide injection on testes histology and apoptosis in experimentally induced varicocele adult rats.It was involved 26 adult Wistar type male rats to the study. They were separated into four groups. There was no process on 6 animals in first group. Sham operation was implemented to 6 animals in second group. Varicocele was formed to the 5 animal in third group as a result of partial ligation. Varicocele was formed to the 9 animal in forth group and intraperitoneal 3-aminobenzamide injection was made twice a day during 30 days. After 30 days, orchiectomy was applied to all of the animals in first three groups, their testes tissues were separated into three parts and they were prepared for the histopathological, ultrastructural and biochemical investigation. After the end of 3-AB treatment, the testes tissues of the forth group animals were extracted. All of the testes tissues were evaluated with respect of Johnsen scores. For the apoptosis evaluation polyclonal anti-active caspase 3 antibody was used.It was predicted that the values of tissue MDA of the varicocele group was significantly greater than control, sham and varicocele+3-AB group (respectively p=0,000, p=0,000, p=0,000), with respect of anti-oxidant enzyme values, no significant statistical difference could be found among the groups. When the average Johnsen scores of the groups were compared, a significant difference was predicted between varicocele group and control, sham, varicocele+3-AB groups (respectively p=0,000, p=0,000, p=0,000). In the varicocele group, apoptotic index was found clearly increased comparing with control and sham group, but this increase wasn?t statistically significant (respectively p=0,445 and p=0,175). In the group in which varicocele was formed and intraperitoneal 3-AB was treated during 30 days, apoptotic index was increased statistically comparing with control and sham group (respectively p=0,007, p=0,001) while no statististically significant difference was found comparing with varicocele group (p=1,000). At the electron microscobic investigation, in the varicocele group, irregular, laminated , folded basal lamina has shown invaginations towards the cytoplasms of seminifer tubule cells and it was predicted that smooth endoplasmic reticulum (SER) sisternas have shown dilatations in different sizes at some Sertoli cell cytoplasms.This findings were also observed in varicocele+3-AB group.The results of our study have shown that varicocele effects spermatogenesis and causes a decrease in average Johnsen scores and an increase in apoptotic indexes. It has been observed that 3-aminobenzamide increased average Johnsen scores to control and sham groups? levels, but average apoptotic indexes are not different from varicocele group. There can be a positive effect of 3 aminobenzamide on testes damage dependent on ischemic and oxidative stres which are developed as a result of varicocele.