Deneysel varikosel oluşturulan erkek ratlarda ipsilateral ve kontralateral testiste apopitoz gelişimi, serbest oksijen radikal düzeyleri ve melatonin uygulamasının apopitozu önlemedeki rolü

Abstract

I. ÖZET En sık düzeltilebilir infertilite sebebi olan varikoselde spermatogenezin hangi mekanizma ile bozulduğu tam olarak bilinmemektedir. Varikoselde saptanan histopatolojik değişiklikler genel olarak stres paterni olarak tanımlanmış ve bu değişikliklerin bir bölümü farklı stimuluslarla oluşan apopitozdaki sitomorfolojik değişikliklere benzetilmiştir. Programlı hücre ölümü olarak da adlandırılan apopitoz, hücrelerde fizyolojik bir oranda gerçekleşebilir ancak farklı patolojik durumlarda artan oranlarda bulunabilir. Ayrıca, varikoselde artan oksidatif stresin apopitozun bir düzenleyicisi olduğu ve buna bağlı antioksidan sistemlerin etkinliğinin artırılarak apopitozun engellenebileceği bildirilmiştir. Bu çalışmada, deneysel sol varikosel oluşturulan ratlarda bilateral testiküler dokuda apopitoz oranlan incelenerek, farklı dozlarda melatonin uygulamasının serbest oksijen radikallerinde oluşturacağı değişim ve buna bağlı apopitozdaki etkilenmenin belirlenmesi amaçlandı. Wistar tipi 40 erişkin erkek rat çalışmada 4 gruba ayrılarak incelendi: Grup I: sham, Grup II: deneysel olarak sol varikosel oluşturulan grup, grup III: varikosel + 5 mg/kg melatonin verilen ve grup IV: varikosel +10 mg/kg melatonin verilen gruplar. Tüm gruplarda apopitoz varlığında artan Bax ve apopitozu engelleyen Bcl-2 proteinleri immünohistokimyasal olarak araştırıldı. Bu iki proteinin birbirlerine oranı elde edilerek apopitoz belirlenmeye çalışıldı. Ayrıca biyokimyasal olarak da antioksidan süperoksit dismutaz, glutatyon peroksidaz, katalaz ve Malonildialdehid (MDA) ölçümleri gerçekleştirildi. Deneysel olarak sol varikosel oluşturulan ratlarda ipsilateral ve kontralateral testiküler dokuda apopitozda anlamlı artış sağlanırken, bu grupta bilateral doku MDAdüzeyleri artmış, doku antioksidan düzeyleri ise sham grubuna göre anlamlı olarak azalmış olarak bulundu (p<0.05). Melatonin 5 ve 10 mg/kg dozunda uygulandığı grup III ve IV'deki ratlarda ise antioksidan düzeylerinde belirgin artış sağlandı. Her iki grup arasında ise 10 mg/kg melatonin dozunda daha yüksek oranda artış izlendi. Aynı şekilde, bu dozda melatonin uygulaması ile apopitozda anlamlı azalma saptandı (p<0.05). Varikosele bağlı oluşan apopitozun bilateral testiküler hasar oluşturabileceği göz önüne alınacak olursa, erkek infertilitesinde apopitozu engelleyecek tedavi modellerinin de önemi artacaktır. Bu çalışmada, güçlü bir antioksidan olan melatoninin uygulandığı sol varikoselli ratlarda artan doza bağlı olarak antioksidan düzeylerinde progressif artma ve buna bağlı olarak da apopitozda gerileme saptandı. Anahtar Kelimeler : Varikosel, Apopitoz, Antioksidan, Melatonin.

II. ABSTRACT Although varicocele is the most common correctable cause of infertility, it was not completely known by which mechanism the spermatogenesis is impaired in varicocele. Histopathological changes determined in varicocele were generally described as stress pattern and some of these changes were found to resemble the cytomorphological changes induced by apoptosis due to various stimuli. Apoptosis or programmed cell death may be detected in physiological rates within the cells, however it may increase in various disease states. Additionally, it was reported that increased oxidative stress due to varicocele is a regulator of apoptosis and enhancement of the antioxidant systems may prevent the apoptosis. In the present study, bilateral testicular apoptosis was assessed in rats with experimentally induced left varicocele and the changes in free oxygen radicals and subsequent effects on apoptosis was aimed to be determined after the use of melatonin at different doses. A total of 40 adult male Wistar rats examined in 4 groups: Group I: sham, group II: experimentally induced left varicocele group, group III and IV: varicocele induced rats receiving 5 and 10 mg/kg melatonin, respectively. Apoptosis in bilateral testicles of all groups were compared immunohistochemically in respect to positive Bax and Bcl-2 staining, and biochemically the level of Malonydialdehyde (MDA), antioxidant superoxide dismutase, glutation peroxidase and catalase were determined in all groups. There was significantly increased rate of apoptosis in ipsilateral and contralateral testes in rats with experimentally induced varicocele. The level of MDA was also found to be increased bilaterally in this group and the antioxidants were significantly decreased when compared to control group(p<0.05). However, in the groups III and IV of whichmelatonin was given at doses of 5 and 10 mg/kg respectively, there was significant improvement at the levels of antioxidants. In comparison of these two groups, it was determined that melatonin at 10 mg/kg dose was more effective. Similarly, at this dose there was a significant reduction in the development of apoptosis (p<0.05). Considering the bilateral testicular injury formed as a result of varicocele and apoptosis, the importanca of treatment modalities in the prevention of apoptosis in male infertility will increase. In the present study, melatonin, a potent antioxidant with increasing doses induced progressive improvement in antioxidant levels and consequently reduced the rate of apoptosis development. Key Words: Varicocele, Apoptosis, Antioxidant, Melatonin.