Prepubertal dönemde 2,3,7,8-tetraklorodibenzo-p-dioksin (TCDD) ile oluşturulmuş testiküler hasar üzerine chrysin`in etkileri

Abstract

2,3,7,8- tetraklorodibenzo-p-dioksin (TCDD) çevrede uzun süre kalıcılığıolan, yapısal olarak aynı mekanizmayla toksisite oluşturup, canlılarda biyolojikolarak benzer etkiler gösterebilen 75 farklı bileşik içeren dioksin ailesininprototipidir. Bu bileşikler içinde en zehirli yapıda olması nedeniyle TCDD toksisiteçalışmalarında standart olarak kullanılmaktadır. Araba egzozlarında ve sigaradumanında bulunan TCDD, insektisitlerin üretiminde, belediyelere ait katı atıklarınyakılması esnasında bir yan ürün olarak ortaya çıkan çevresel bir kirleticidir.İnsanlar TCDD' yi çoğunlukla beslenme yoluyla almakta ve yıkılabilir özelliğinindüşük olması nedeniyle kanda ve yağ dokusunda birikme eğilimi göstermektedir.Uluslararası Kanser Araştırmaları Kuruluşu TCDD'yi grup I kanserojen olaraktanımlamıştır. TCDD, membran fosfolipitlerinden araşidonik asidin salınımınıartırarak enflamasyona ve reaktif oksijen türleri (ROS)'nin üretimine yol açarakoksidatif strese dolayısıyla hücre hasarına neden olur.Doğal bir flavon olan Chrysin (CH) antioksidan, antiinflamatuar,antiapoptotik, antiviral özelliklere sahiptir. CH'nin damar koruyucu ve spasmolitiketkilere sahip olduğu bilinmektedir. Bu çalışmada TCDD'nin testis dokusunda meydana getirmesi muhtemeloksidatif hasara karşı, güçlü bir antioksidan olan CH'nin etkilerinin incelenmesiamaçlanmıştır. Bu deneysel çalışmada 4 haftalık, ortalama 105-130 g ağırlıklarındaki 28adet Wistar-Albino cinsi erkek sıçanlar kullanıldı. Sıçanlar grup I (Kontrol), grupII (TCDD uygulanan), grup III (TCDD + CH uygulanan) ve grup IV (sadece CHuygulanan ) olmak üzere rastgele 4 gruba ayrıldı. Grup II ve grup III'e haftada bir kez 25 μg/kg TCDD intraperitonal (ip.)olarak uygulandı. Ayrıca grup III ve grup IV'e günlük 50 mg/kg zeytinyağında CHçözdürülerek oral gavaj yolu ile verildi. 5 haftalık deney süresi sonunda tüm gruplardaki sıçanlar tartıldıktan sonraanestezi altında dekapite edildi. Testis dokuları alınıp hızlıca tartıldı ve Bouin'ssolüsyonunda tespit edildi. Biyokimyasal incelemeler için kan örneklerisantrifüjlenip, elde edilen serumlar daha sonra yapılacak olan testosteron tayini için-20 0C de saklandı. Testis dokularından histolojik inceleme için parafin bloklarhazırlandı. Parafin bloklardan 5 μm kalınlığında kesitler alındı. Alınan kesitlerhistokimyasal ve TUNEL teknikleri kullanılarak boyandı.TCDD ve TCDD+CH gruplarındaki sıçanların ortalama vücut ağırlıkdeğişim yüzdesinde ve rölatif testis ağırlıklarında, kontrol grubu ile karşılaştırıldığında istatistiksel olarak anlamlı bir düşüş gözlendi. CH grubu ilekontrol grubu arasındaki fark ise istatistiksel açıdan önemsiz bulundu.Işık mikroskop incelemesinde, kontrol grubuna ait testis dokularındaseminifer tübül germinal epitelini oluşturan spermatogenik seriye ait hücreler veSertoli hücreleri, interstisyel alan ve bu alanda yer alan Leydig hücreleri normalyapıda izlenirken TCDD uygulanan deneklere ait dokularda, germinal epiteldeatrofi, vakuolar dejenerasyon, germ hücreleri arasında ayrılma, spermatid devhücreleri ve bazı tübüllerde mayoz bölünmenin belli aşamalarında duraksama ayırtedildi. TCDD toksisitesine karşı koruyucu amaçla CH uygulanan gruba aittestiküler dokuda nispeten koruyucu etki sağlandı. Sadece CH uygulanan gruba aitkesitlerde testis dokusu kontrol grubu gibi normal görünümlü olarak ayırt edildi.Apoptotik hücre ölümünün belirlenmesi için TUNEL tekniği kullanılarakyapılan boyamanın ışık mikroskopta incelenmesinde, kontrol grubu kesitlerindeTUNEL (+), TCDD grubunda TUNEL (+++) , TCDD + CH grubunda TUNEL (+),sadece CH uygulanan grupta ise TUNEL (+) yaygınlığında işaretlenme gözlendi.TCDD ve TCDD+CH uygulanan gruplardaki sıçanların serum testosteronseviyelerinde, kontrol ve CH grubu ile kıyaslandığında anlamlı bir azalma gözlendi.CH grubu ile kontrol grubu arasındaki fark ise istatistiksel açıdan önemsiz bulundu.Sonuç olarak yapılan bu deneysel çalışmada TCDD toksisitesinin serumtestosteron düzeyini azalttığı spermatogenezi olumsuz yönde etkilediği saptandı. Ayrıca seminifer tübül germinal epitelinde atrofi ve apoptotik hücre ölümüne yolaçarak son derece önemli hasara yol açtığı gözlendi. Antioksidan özelliği ile önplana çıkan CH'in bu olumsuz etkileri nispeten azalttığı saptandı. Bu bulgular,çevresel bir kirletici olan TCDD'nin erkek üreme sağlığını menfi anlamdaetkileyebileceğini ve buna karşı önlemler alınması gerekliliğinin olduğunugöstermektedir.

2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD) that persists in theenvironment for a long time is a prototype of dioxin family that contains 75 distinctcompounds having similar biological effects on organisms and causing toxicitywith same structural mechanism. TCDD has been employed as a standard in toxicityassays due to its characteristic of being the most toxic one among those compounds.TCDD existing also in exhaust and cigarette smoke is an environmental pollutantwhich is a by-product of insecticide production and solid waste combustion ofmunicipalities. People generally take TCDD through nutrition and it tends toaccumulate in blood and adipose tissues due to its low degradability. InternationalCancer Research Foundation has described TCDD as group I carcinogenic. TCDDcauses inflammation by increasing arachidonic acid from membrane phospholipidsand oxidative stress and also cell damage by producing reactive oxygen species(ROS).Being a naturally occurring flavone, chrysin (CH) has antioxidant, antiinflammatory,anti-apoptotic and anti-viral effects. It is also known that chrysin hasvascular protective and spasmolytic effects.The present study was designed to investigate the effects of CH on possibleoxidative testicular damage induced by TCDD. In this experimental study, 4-week-old 28 Wistar-Albino male ratsabout 105-130 g weight were used. The rats were grouped into four random groups, i.e. Group I (Control), Group II (TCDD-treated), Group III (TCDD+CH-treated)and Group IV (only CH-treated). Group II and III were treated with 25 μg/kg TCDD once a weekintraperitoneally (ip.). In addition, Group III and IV were treated daily with 50mg/kg CH dissolved in olive oil through gavage feeding. After 5 weeks, all rats were weighed and decapitated under anaesthesia.Testicle tissues were weighed immediately and fixated in Bouin's solution. Forbiochemical examinations, blood samples were centrifuged and the serums werestored at -20Ԩ for subsequent testosterone assay. Paraffin blocks from testicletissues were prepared for histological examination. 5 μm-thick cross-sections ofparaffin blocks were prepared and stained by using histochemical and TUNELtechniques.When compared with the control group, the groups of TCDD andTCDD+CH showed statistically significant decrease in the percentage of bodyweight variation and relative testicle weight. The difference between the groups CHand control was found to be insignificant statistically. During the microscope examination, Spermatogenic cells formingseminiferous tubule germinal epithelium and Sertoli cells, interstitial region andLeydig cells were found to have normal appearance in testicular tissues of thecontrol group while atrophy in germinal epithelium, vacuolar degeneration,separation among germ cells, giant spermatid cells and arrest in certain stages ofmeiosis in some tubules were distinguished in tissues of TCDD-treated group.Relative protective effect was observed in testicular tissues of the CH-treated groupagainst TCDD toxicity. Testicular cross-sections of only CH-treated group wasobserved normally as in control group. Apoptotic cell death was examined by TUNEL staining and the labellingresults were observed as TUNEL (+) for control group, TUNEL (+++) for TCDDgroup, TUNEL (+) for TCDD+CH and TUNEL (+) for CH group.When compared to the control and CH groups, a significant decrease inserum testosterone levels of the rats treated with TCDD or TCDD+CH wasobserved. The difference between the control and CH group was found to beinsignificant statistically.In conclusion, it was determined that TCDD toxicity decreased serumtestosterone level and had a negative impact on spermatogenesis. Moreover, itcaused serious cell damage that contain atrophy in seminiferous tubule germinalepithelium and apoptotic cell death. Prominent with its antioxidant effect, CHrelatively reduced these negative impacts. These findings suggest that TCDD, anenvironmental pollutant, can affect male reproductive health individually and thereis necessity for taking precautions against this threat.