Doxorubicin`in spermatogenez üzerine etkilerinin önlenmesinde Aminoguanidin`in ve Selenyum+Vitamin E`nin etkilerinin deneysel analizi

Abstract

1. ÖZET Antikanser kemoterapi protokollerinde yer alan en önemli ajanlardan birisi olan Doxorubicin' in iki önemli kısıtlayıcı etkisi vardır. Bunlardan birisi kardiotoksisite, diğeri de spermatogenezi bozucu etkisidir. Kardiotoksik etkilerini serbest oksijen radikalleri aracılığıyla yaptığı bildirilmiştir. Ayrıca, direkt hücre hasarına da neden olduğu bildirilmektedir. Doxorubicin; Testiküler hasar ve spermatogenetik hücrelerde irreversibl değişikliklere neden olarak azospermi oluşturmaktadır. Bu çalışmada; Deneysel şartlarda, Doxorubicin' in yaratabileceği testiküler yapısal değişiklikleri, serbest oksijen radikallerinin rolünü ve ayrıca bu toxik etkilerin önlenmesinde; Selenyum + vitamin E ile Aminoguanidin' in etkinliğini araştırmayı amaçladık. Wistar tipi 29 adet rat 4 gruba ayrıldı. 1. Grup (n=5): (Kontrol grubu): Haftada 3 kez, 5 hafta, 0.5ml intraperitoneal (İP) şalin verilen grup. 2. Grup (n=8): (Dx grubu): Haftada 3 kez 5 hafta boyunca; 0.5mg / kg İP Doxorubicin verilen grup. 3. Grup (n=8): (DxSE grubu): Aynı şekilde Dx + vitamin E; 200mg/kg dozunda, günaşırı İM olarak verildi. + Çalışma başlangıcından itibaren dietlerine 300 Jgr / kg Selenyum eklendi. 4. Grup(n=8): (DxAMG grubu): Dx aynı şekilde + Dx' de 30 dakika önce 50 mg / kg dozda İP olarak Aminoguanidin verilen grup. Bu ratlarda, Plazma ve dokuda ; Malonildialdehid (MDA), Süperoksit dismutaz (SOD) ve Glutatyon peroksidaz (GSH-Px) düzeylerine bakıldı. Ayrıca testis dokusu histopatolojik olarak değerlendirildi. Dx verilen grupta, plazma ve doku MDA düzeyleri anlamlı oranda yüksek bulundu (p<0.05). Hem Aminoguanidin' in hem de selenyum + vitamin E' nin anlamlı bir şekilde, plazma ve doku MDA düzeylerini düşürdüğü saptandı (p<0.05). Dx, plazma ve dokuda SOD düzeylerini anlamlı şekilde düşürdü (p<0.05). 1Antioksidan olarak verdiğimiz selenyum + vitamin E ve Aminoguanidin anlamlı oranda plazma ve doku SOD düzeylerini arttırarak koruyucu etki yapmıştır (p<0.05). Dx verilen grupta eritrosit ve doku GSH-Px düzeyleri anlamlı şekilde düşük bulundu (p<0.05). Aminoguanidin daha fazla olmak üzere selenyum + vitamin E de anlamlı bir şekilde eritrosit ve doku GSH-Px düzeylerini arttırmıştır (p<0.05). Histopatolojik incelemede; Ratların vücut ve testis ağırlıkları arasında anlamlı fark yoktu (p>0.05). Dx verilen grupta seminifer tübül çaplan anlamlı oranda azalmakla (p<0.05) birlikte, DxSE ve DxAMG gruplarında tübül çapları anlamlı oranda artmış bulundu (p<0.05). Spermatogenetik hücre özelliklerine bakıldığında; Kontrolgrubundaki tüm ratlarda tam maturasyon görülürken, Dx grubunda seminifer tübüllerin % 6.25' inde değişik basamaklarda maturasyon duraklaması vardı. Spermatogenetik aktivite; DxAMG grubunda daha fazla olmak üzere, DxSE grubunda da belirgin bir düzelme göstermiştir (pO.Ol). Grup 3 ile 4 arasındaki fark ta anlamlıydı (p<0.01). Doxorubicin, hücre membranındaki lipid peroksidasyonunu arttırır ve serbest oksijen radikallerini açığa çıkartarak, hücre DNA yapışım bozmakta ve testiküler hasara yol açmaktadır. Bu yolla, hızlı hücre sutlusunun olduğu germinal hücrelerde hasara neden olarak, spermatogenezin erken evrelerinde duraklamaya neden olmaktadır. Çalışmada kullandığımız, selenyum + vitamin E ve Aminoguanidin; Doxorubicin' in serbest oksijen radikal aracılıklı, testiküler hasarım biyolojik ve histopatolojik olarak önlemişlerdir. Anahtar kelimeler: Doxorubicin, spermatogenez, serbest radikaller, selenyum, vitamin E, Aminoguanidin.

2. ABSTRACT Although Doxorubicin is one of the most important components of the anticancer chemotherapy prototocols, it has two major limiting factors. One is cardiotoxicity, whereas the other is the impairment of spermatogenesis. Cardiotoxic effects was reported to be related to the effects of free oxygen radicals. Additionally, doxorubicin exerts direct cytotoxic effects. Doxorubicin causes irreversible changes in spermatogenetic cells as well as testicular injury leading to azoospermia. In the present study, doxorubicin induced testicular structural changes was assessed in experimental conditions and the role of free oxygen radicals was documented. We also aimed to evaluate the effectiveness of Selenium + Vitamin E and Aminoguanidine in the prevention of these toxic effects. A t otal of 2 9 Wistar type rats w ere divided into 4 groups. Group 1 (n=5): Control group, rats receiving 0.5 ml saline intraperitoneally 3 times per week for 5 weeks. Group 2 (n=8): Doxorubicin administered intraperitoneally 3 times per week for 5 weeks at a dose of 0.5 mg/kg. Group 3 (n=8): DxSE group, Doxorubicin administered similarly and additionally Vitamin E (200 mg/kg) was given with one day apart and Selenium added to the diets from the begining of the study. Group 4 (n=8) DxAMG group, Doxorubicin administered in the same manner but 30 minutes before administering Dx, 50mg/kg Aminoguanidine was injected intraperitoneally. Plasma and tissue Malondialdehyde (MDA), Superoxide dismutase (SOD) and Glutathion peroxidase (GSH-Px) levels were determined in all rats and histopathologic examination of testicular tissues was also performed. The level of plasma and tissue MDA was found to be significantly increased in Doxorubicin receiving group (p<0.05). Both Aminoguanidine and Vit E+Seleniumlead to significant decrease in the level of plasma and tissue MDA (p<0.05). Doxorubicin significantly decresed plasma and tissue SOD levels (p<0.05). Antioxidants, Selenium +Vit E and aminoguanidine increased plasma and tissue SOD levels and had protective effects (p<0.05). Doxorubicin receiving rats showed significantly decreased levels of erythrocyte and tissue GSH-Px (p<0.05). Both aminoguanidine and selenium+Vit E administration lead to significant increase in the erythrocyte and tissue GSH-Px levels, with more increase observed with aminoguanidine (p<0.05). Histopathologic examination revealed no significant difference between the body and testicular weights of rats (p>0.05). Seminiferous tubule diameters were significantly decreased in doxorubicin group whereas tit was signidficantly increased in DxSE and DxAMG groups (p<0.05). When spermatogenetic cell properties were examined, complete maturation was observed in seminiferous tubules of rats in control group but there was maturation arrest at different steps in 6.25% of the rats in Dx group. Spermatogenetic activity was improved in both Aminoguanidine and Selenium+Vit E receivig rats, being more in the former group (p<0.01). Similarly, there was statistically significant difference between groups 3 and 4. Doxorubicin increases lipid peroxidation on cell membrane, causes increased formation of free oxygen radicals and damages cellular DNA structure. It leads to testicular injury and in cells that have rapid cell cycle, germinal cell damage occurs with subsequent maturation arrest at early spermatogenesis. In the present study, both selenium +Vit E and Aminoguanidin histopathologically and biologically prevented the free oxygen radical induced damage of doxorubicin. Key words: Doxorubicin, spermatogenesis, free radicals, selenium, vitamin E, Aminoguanidin.