Parte 2: Cistanosídeo de Cistanche Herba melhora os danos reprodutivos masculinos induzidos por hipóxia através da supressão do estresse oxidativo

Feb 27, 2022


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Efeitos da Cis na reprodução em ratos induzidos por hipóxia hipobárica.

Para determinar os efeitos dehipóxia hipobáricaem ratos machos, primeiro testamos as alterações morfológicas dos testículos em ratos induzidos por hipóxia hipobárica. Os resultados da coloração HE mostraram que no grupo controle, as células espermatogênicas normais em vários estágios foram organizadas de maneira ordenada da membrana basal ao lúmen, e os espermatozóides maduros eram visíveis nos lúmens dos túbulos (Figura 4A). Em comparação com os controles, foram observadas alterações patológicas do tecido testicular no grupo modelo, a membrana basal das células epiteliais testiculares estava disposta frouxamente, o epitélio espermatogênico era extremamente fino e o nível e o número de células germinativas estavam marcadamente reduzidos (Figura 4A) . No entanto, o tratamento com Cis melhorou notavelmente a histologia do dano testicular induzido por hipóxia hipobárica in vivo (Figura 4A). Também medimos peso corporal, peso dos testículos, peso do epidídimo e peso da glândula da vesícula seminal, o que levou ao cálculo do índice de órgãos reprodutivos (relação órgão reprodutivo/peso corporal). Conforme mostrado na Figura 4B-D, o índice de órgãos reprodutivos (testículos, epidídimo e glândula da vesícula seminal) foi marcadamente menor no grupo modelo (P< 0.01)than="" in="" the="" control="" group.="" however,="" the="" effect="">hipóxia hipobáricano índice de órgãos reprodutivos de ratos foi revertida com tratamento com Cis (Figura 4B-D).

 Effects of Cis on the reproductive system of rats exposed to hypobaric hypoxia. Experiment: Rats were subjected to hypobaric hypoxia or normobaric and normal oxygen conditions with or without Cis treatment for 8 weeks.  (A) HE staining of testicular tissue from each group (Bar = 60 μm). (B) Measurement of testis/body weight ratios.  (C) Measurement of epididymis/body weight ratios. (D) Measurement of (seminal vesicle gland)/body weight ratios.  (E) Measurement of acrosome enzyme activity in sperm. (F) Measurement of the live sperm rate. Bars indicate the  mean ± SD (n = 5). **P < 0.01, *P < 0.05 (versus the model group); ##P < 0.01, #P < 0.05 (versus the control group).

treat men's infertility

                                                                                       

Em seguida, a atividade da enzima acrossomal e a taxa de espermatozóides vivos de espermatozóides de ratos machos também foram medidos para elucidar danos na função testicular. Conforme mostrado na Figura 4E, 4F, a atividade da enzima acrossomal e a motilidade do esperma foram menores nos ratos do grupo modelo do que no grupo controle (P< 0.01).="" however,="" compared="" with="" rats="" in="" the="" model="" group,="" acrosome="" enzyme="" activity="" was="" restored="" in="" rats="" treated="" with="" 8="" mg/kg/d="" cis="">< 0.05)(figure="" 4d).="" moreover,="" as="" shown="" in="" figure="" 4f,="" treatment="" with="" cis="" also="" enhanced="" the="" live="" sperm="" rate;="" the="" rats="" treated="" with="" 8="" mg/kg/d="" cis="" all="" showed="" a="" significantly="" increased="" live="" sperm="" rate(55.83="" ±=""><><><0.05; and=""><0.05 respectively)="" when="" compared="" with="" the="" model="" rats="" (43.83="">

Em conjunto, esses resultados sugeriram que ahipóxico hipobáricoambiente levou a alterações morfológicas testiculares, perda de peso de órgãos reprodutivos e danos na função testicular em ratos machos, e Cis pode efetivamente proteger os órgãos reprodutivos de danos induzidos por hipóxia.

Efeitos da Cis na OS nos testículos de ratos induzidos por hipóxia hipobárica. Os níveis de ROS e LPO nos testículos de ratos foram medidos para analisar os efeitos da Cis na OS induzida por hipóxia hipobárica. A análise de ROS revelou que, em comparação com o grupo controle, os níveis de ROS nos testículos no grupo modelo aumentaram significativamente (P < 0.01="" figura="" 5a).="" por="" outro="" lado,="" lpo="" foi="" dramaticamente="" elevado="" nos="" testículos="" (p=""><0.01) sob="" hipóxia="" hipobárica="" em="" comparação="" com="" condições="" normóxicas="" (figura="" 5b).="" no="" entanto,="" o="" tratamento="" com="" cis="" alterou="" as="" alterações="" acima="" (p="">< 0,05),="" em="" que="" cis-b="" exerceu="" melhores="" efeitos="" do="" que="" outros="" cis="" (figura="" 5a,="" 5b).="" cis="" pareceu="" proteger="" os="" testículos="" reduzindo="" os="" sob="" condições="" de="" hipóxia="" hipobárica="" in="">

Além disso, análises de apoptose foram realizadas para avaliar ainda mais o mecanismo pelo qual Cis protegeu contra lesão da função testicular induzida por hipóxia hipobárica. Os resultados da coloração TUNEL (Figura 5C) mostraram que existia apoptose significativa no grupo modelo com

comparado ao grupo controle. No entanto, após o tratamento com Cis (8 mg/kg/d), ocorreram menos células apoptóticas (P < 0,05)="" (figura="" 5c).="" os="" dados="" de="" western="" blot="" também="" mostraram="">hipóxia e hipobáricao tratamento resultou na ativação de Caspase{0}} e PARP e um aumento da razão Bax/Bcl-2 no tecido testicular, indicando um aumento na apoptose (Figura 5D). Além disso, diferentes tipos de tratamento com Cis reduziram significativamente a apoptose no tecido testicular (Figura 5D). Da mesma forma, a análise IHQ do tecido testicular mostrou resultados semelhantes (Figura 1 complementar). Para verificar o mecanismo de OS reduzido por Cis desencadeado pela hipóxia hipobárica, testamos ainda as atividades de GR, GPx e SOD no tecido testicular. Conforme mostrado na Figura 5E, em comparação com o grupo controle, o tratamento de hipóxia hipobárica reduziu significativamente as atividades de GR, GPx e SOD (P < 0,01).="" no="" entanto,="" o="" tratamento="" com="" cis="" restaurou="" as="" atividades="" enzimáticas="" (gr,="" gpx="" e="" sod)="" do="" tecido="" testicular="" em="" ratos="" tratados="" com="" hipóxia="" hipobárica="" (p="">< 0,05).="" em="" conclusão,="" cis="" pareceu="" proteger="" os="" testículos="" ativando="" um="" poderoso="" mecanismo="" de="" defesa="" de="" enzimas="" antioxidantes="" endógenas="" sob="" condições="" de="" hipóxia="">

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 The Effect of Cis on OS in the testes of hypobaric hypoxia-induced rats. Experiment: Rats were subjected to hypobaric hypoxia or normobaric and normal  oxygen conditions with or without Cis treatment for 8 weeks. (A) Measurement of relative ROS levels in testis tissues. (B) Measurement of relative LPO levels in  testis tissues. (C) Apoptosis of testis tissues was tested by TUNEL staining, and apoptosis rates were calculated (Bar = 100 μm). (D) The expression levels of PARP,  Caspase-3, Bax and Bcl-2 in testis tissues were tested by Western blot analysis, and the relative expression intensities of the Bax/Bcl-2 ratio were calculated. (E)  Measurement of GR, GPx and SOD activities in testis tissues. Bars indicate the mean ± SD (n = 5). **P < 0.01, *P < 0.05 (versus the model group); ##P < 0.01, #P <  0.05 (versus the control group).

effects of cistanche improve sexuality

Discussão

Em áreas de altitude,hipóxia hipobáricaé conhecido por afetar vários sistemas em humanos, incluindo o sistema reprodutor masculino [4, 20]. Investigações experimentais recentes estão voltadas para a compreensão dos mecanismos de comohipóxia hipobáricaprejudica o sistema reprodutor masculino. Neste estudo, o efeito terapêutico do extrato de Cis deCistanchesErvasobre danos reprodutivos induzidos por hipóxia foi investigado. Os resultados demonstraram que Cis pode proteger o sistema reprodutor masculino de danos hipóxicos, reduzindo o acúmulo de ROS induzida por hipóxia e OS através do aumento da atividade de enzimas antioxidantes endógenas.

ROS são radicais livres derivados de oxigênio que desempenham um papel vital na fisiologia e patologia humana. Baixas doses de ROS são essenciais para a capacitação espermática, a reação acrossômica e a fusão espermatozoide-oócito [24, 25]. No entanto, o acúmulo excessivo de EROs muitas vezes leva a danos às células germinativas e células do estroma, resultando eminfertilidade masculina[26]. As ROS podem facilmente danificar membranas celulares, ácidos nucléicos, proteínas, enzimas e outras macromoléculas biológicas por meio da peroxidação. Além disso, eles também levam a potenciais danos celulares e de DNA quando excedem a capacidade de transporte de antioxidantes. Evidências acumuladas apoiam o papel fundamental das EROs na patogênese da fertilidade masculina [27, 28]. A produção de ROS é regulada pela tensão de oxigênio. Sob condições hipóxicas, o oxigênio disponível no ambiente diminui e a viscosidade do sangue aumenta, afetando muitos processos metabólicos dependentes de oxigênio no organismo [29, 30]. No entanto, a pressão atmosférica mais baixa em grandes altitudes causa um retorno venoso deficiente e uma diminuição na quantidade de oxigênio transportado pela corrente sanguínea para todas as células do organismo, o que aumenta ainda mais a hipóxia de órgãos e células [29, 30]. Assim, a exposição a uma atitude elevada dá origem a uma série de respostas fisiológicas hipóxicas, incluindo a produção e acúmulo de EROs, quando a demanda de oxigênio excede a oferta vascular. Como mencionado anteriormente, o acúmulo de ROS leva a uma variedade de efeitos intracelulares, sendo o mais crítico o de causar OS nas células.

OS refere-se a um desequilíbrio entre as reações de oxidação e redução, levando à geração de excesso de oxidantes ou moléculas que aceitam um elétron de outro reagente, que por sua vez produz ROS [31, 32]. A OS é bem compreendida como sendo capaz de ser desencadeada por uma série de fatores endógenos e exógenos, incluindo a exposição a grandes altitudes. Os espermatozóides são células que são particularmente suscetíveis à OS, devido aos seus sistemas de reparo celular inadequados e alto teor de ácidos graxos poliinsaturados na membrana plasmática [33]. Tecidos testiculares e epididimários não são exceção, pois a presença de OS grave foi observada em espermátides redondas em ratos submetidos à hipóxia [4]. OS afeta a estabilidade do DNA, comprometendo assim a integridade do material genético do gameta [34-36]. No entanto, um alto nível de dano ao DNA em gametas masculinos foi confirmado para levar à ativação da sinalização de apoptose, o que resulta em uma redução da contagem de espermatozóides do epidídimo e um aumento na porcentagem de células defeituosas [28, 37]. No presente estudo, a hipóxia reduziu significativamente a viabilidade das células GC-1 através da indução de apoptose e parada do ciclo celular. Mais importante, os níveis de ROS significativamente aumentados foram mostrados pela análise de FCM após estimulação de hipóxia, com uma taxa de apoptose aumentada e maior ativação de Caspase-3, PARP e razão Bax/Bcl-2, indicando que ROS poderia ativar apoptose ativando a via de sinalização da Caspase durante danos à fertilidade induzidos por hipóxia. Os presentes achados demonstraram que a hipóxia levou ao acúmulo excessivo de EROs, causando danos oxidativos às células reprodutivas. Assim, é significativo identificar novos antioxidantes que possam servir como uma abordagem eficaz para aliviar a lesão de fertilidade induzida por hipóxia. Para proteger contra OS, existe um complexo sistema antioxidante no corpo, composto principalmente por fatores enzimáticos. Em condições fisiológicas, o conteúdo de ROS e o sistema antioxidante mantêm certo equilíbrio. No entanto, a superprodução de ROS esgota o sistema antioxidante do esperma, levando ao OS, que causa danos ao DNA do esperma e resulta em menores taxas de fertilidade e gravidez [23]. Assim, para abordar a superprodução de ROS e os efeitos deletérios relacionados ao nível celular no sistema reprodutor masculino, diferentes estratégias antioxidantes foram testadas [23]. Atualmente, a literatura sobre o uso de compostos com atividade antioxidante e melhora da função espermática é extensa. É importante ressaltar que a maioria dos relatórios descreve uma melhora nos parâmetros do esperma após a ingestão oral de antioxidantes, incluindo melhorias na concentração e motilidade do esperma ou diminuição no dano ao DNA [38]. Assim, um número crescente de urologistas está prescrevendo antioxidantes orais para infertilidade devido a problemas relacionados ao OS [39]. Esses antioxidantes incluem principalmente carnitinas, vitaminas, zinco, melatonina e compostos naturais. Atualmente, com o desenvolvimento da tecnologia de extração de drogas, um número crescente de extratos de MTC também está sendo considerado para mitigarinfertilidade masculinaporque esses antioxidantes podem reduzir os efeitos destrutivos do OS [41]. Yüce A. et ai. relataram em 2013 que a canela tem efeitos benéficos no equilíbrio oxidativo e antioxidante nos testículos e na qualidade do esperma [42]. Zhang L et ai. mostraram que a curcumina melhora significativamente a motilidade do esperma em pacientes e diminui o H2O2 [43]. Além disso, uma variedade de outros extratos de plantas, como mirtilo, crocus sativus, sementes de romã e chá verde, também demonstraram proteger o sistema reprodutivo por meio de mecanismos antioxidantes [27, 44-47].Cistanches Herbaé uma importante MTC que possui um perfil de segurança favorável e amplas funções medicinais para o tratamento da infertilidade, entre outras condições [13]. Estudos farmacológicos modernos mostraram queCistanches Herbapossui várias atividades, como atividades antioxidantes, anti-inflamatórias, hepatoprotetoras e anti-neurodegenerativas [13, 48]. Portanto, extratos, frações ou compostos deCistanches Herbapode ter características antioxidantes potenciais para o tratamento da infertilidade.

As substâncias ativas em plantas que melhoram a fertilidade incluem vários grupos químicos, como PhGs, saponinas, compostos voláteis oxigenados e alcalóides. Estudos de atividade farmacológica de PhGs demonstraram que PhGs exibem uma ampla gama de bioatividades, como antioxidação, neuroproteção antirradiação e aprimoramento da função sexual [49, 50]. Dentre essas atividades, a antioxidação vem aos poucos chamando a atenção. Alguns componentes únicos ou frações de PhGs foram relatados para inibir a apoptose de células germinativas induzida por vários produtos químicos, e suas capacidades de antioxidante in vitro também foram demonstradas in vivo em vários modelos animais [51, 52]. Esses resultados indicam que PhGs pode ser um candidato atraente para o tratamento deinfertilidade masculina. Cis é um PhG ativo que pode ser isolado deCistanches Herba. No presente estudo, exploramos os efeitos da Cis em células tratadas com hipóxia ou em um modelo de rato e investigamos os mecanismos moleculares subjacentes. Cis exibiu atividades protetoras na diminuição da viabilidade induzida por hipóxia e aumento na apoptose em células GC-1, e também mostrou um efeito protetor sobre danos induzidos por hipóxia no sistema reprodutivo de ratos in vivo. Observou-se uma diminuição significativa nas atividades de GR, GPx e SOD sob hipóxia em comparação aos grupos normóxicos, enquanto as atividades específicas de GR, GPx e SOD aumentaram significativamente nos testículos ou células GC-1 tratadas com Cis. Cis pareceu proteger os testículos e células GC-1 sob condições hipóxicas, aumentando as atividades de enzimas antioxidantes.

Os antioxidantes enzimáticos funcionam principalmente pela eliminação de ânions superóxidos, evitando assim a peroxidação lipídica e danos ao DNA para prevenir a infertilidade. Os mecanismos antioxidantes enzimáticos desempenham um papel crucial na prevenção do dano oxidativo [23]. O mecanismo enzimático contra OS compreende sequestradores de radicais livres e enzimas dependentes de glutationa, incluindo GR, GPx e SOD [12]. As enzimas antioxidantes são bem conhecidas como essenciais para o sistema reprodutor masculino. No estudo atual, o efeito da redução da atividade das enzimas antioxidantes sob hipóxia hipobárica foi acompanhado pelo aumento de ROS e LPO no grupo modelo, o que é consistente com relatos anteriores [12]. No entanto, a administração de Cis levou a uma recuperação das atividades de enzimas antioxidantes nas células GC-1 e nos testículos de ratos, possibilitando a geração de estratégias de administração de Cistanches Herba para prevenir danos induzidos por hipóxia hipobárica, conforme sugerido anteriormente. Embora os resultados atuais tenham mostrado que o tratamento com Cis diminuiu parcialmente os danos nas células germinativas induzidas por hipóxia em ratos, mais investigações são necessárias para desvendar o quadro completo de seus efeitos protetores reprodutivos. Por exemplo, o mecanismo específico de Cis afeta a atividade de enzimas antioxidantes. Além disso, há uma questão de saber se outros mecanismos também poderiam ser pertinentes, pois a Cis recuperou apenas parcialmente o dano reprodutivo causado pela hipóxia. Finalmente, se Cis tem um efeito direto de promoção do crescimento em células germinativas também deve ser considerado.

cistanche

Conclusões

Em geral, os achados deste estudo enfatizam o potencial da Cis como antioxidante para o tratamento de danos reprodutivos masculinos induzidos por hipóxia. Cis pode proteger contra danos reprodutivos masculinos induzidos por hipóxia, restaurando a atividade de enzimas antioxidantes, reduzindo OS induzida por ROS, aumentando simultaneamente a viabilidade celular e diminuindo a apoptose. É importante ressaltar que os subtipos Cis (Cis-A, Cis-B, Cis-C e Cis-H) estudados neste estudo mostraram um certo efeito protetor no sistema reprodutivo, e Cis-B mostrou o efeito mais significativo. Portanto, especulamos que Cis pode ser um bom candidato a antioxidante para o tratamento de danos reprodutivos masculinos induzidos por hipóxia, embora o mecanismo subjacente preciso requeira mais investigação.


Agradecimentos

Este estudo foi financiado por doações da Fundação Nacional de Ciências Naturais da China (Nºs 81672535; 82002686) e do Exército Popular de Libertação da China (Fundo de Pesquisa em Ciências Médicas; Nº 16QNP114). Divulgação de conflito de interesse Não há.

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