PARTE Ⅱ: Efecto de los extractos de Cistanche Tubulosa sobre la función reproductora masculina en ratas diabéticas inducidas por estreptozotocina-nicotinamida
Mar 04, 2022
Contacto: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 Correo electrónico:audrey.hu@wecistanche.com
Zwe-Ling Kong® Athira Johnson® Fan-Chi Ko, Jia-Ling He y Shu-Chun Cheng
Departamento de Ciencias de la Alimentación, Universidad Nacional del Océano de Taiwán, Pei-Ning Road, Keelung 20224, Taiwán; athirajohnson07@gmail.com (AJ); makeadrea@hotmail.com (F.-CK); k46255@gmail.com (J.-LH); riceroll826@gmail.com (S.-CC)
* Correspondencia: kongzl@mail.ntou.edu.tw; Tel.: más 886-2-2462-2192; Fax: más 886-2-2463-4203
Resumen:La diabetes es un trastorno crónico caracterizado por hiperglucemia debido a la disminución de los niveles de insulina oa la ineficiencia del tejido para usarla de manera efectiva. La infertilidad es conocida como un resultado importante de la diabetes y afecta el sistema reproductivo masculino al causar deterioro de los espermatozoides y disfunción gonadal. Cistanche tubulosa es una planta parásita que tiene la capacidad de mejorar la memoria, la inmunidad y la capacidad sexual, reducir la impotencia y minimizar el estreñimiento. Este estudio se centró en la investigación de los efectos antiinflamatorios y protectores del equinacósido (ECH) en el extracto de Cistanche tubulosa (CTE) en el sistema reproductivo masculino de ratas diabéticas. Los efectos antioxidantes, antiinflamatorios y protectores de la CTE se evaluaron mediante métodos in vitro e in vivo. Los resultados in vitro muestran que la ECH inhibió la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS) y mejoró la expresión de las proteínas StAR, CYP11A1, CYP17A1 y HSD17p3. El análisis in vivo se realizó con tres dosis de equinacósido (ECH) (80, 160 y 320 mg/kg) en CTE. En total, se administraron 0,571 mg/kg de rosiglitazona (RSG) como control positivo. La diabetes fue inducida por estreptozotocina (STZ) (65 mg/kg) y nicotinamida (230 mg/kg) en combinación con una dieta rica en grasas (45 por ciento). Los estudios in vivo confirmaron que la ECH mejoró los niveles de azúcar en la sangre, la resistencia a la insulina, la resistencia a la leptina y la peroxidación lipídica. Puede restaurar la kisspeptina 1 (KiSS1), el receptor acoplado a proteína G GPR 54, el supresor de la señalización de citoquinas 3 (SOCS-3) y la expresión del ácido ribonucleico mensajero (ARNm) de la sirtuina 1 (SIRT1) en el hipotálamo y recuperar el sexo nivel hormonal Por lo tanto, este estudio confirmó los efectos antioxidantes, antiinflamatorios y esteroidogénicos de la ETC.
Palabras clave:diabetes; esterilidad; extracto de Cistanche tubulosa (CTE); equinacósido (ECH); actividad antiinflamatoria; actividad antioxidante; efectos de la esteroidogénesis
Efectos protectores del equinacósido (ECH) deCistanche tubulosa
3. Resultados
3.1.Análisis in vitro
3.1.1. Comparación de las actividades antioxidantes de ECH, CTE y RES
El estrés oxidativo elevado a largo plazo y la inflamación crónica son las principales causas de las complicaciones diabéticas [16]. Los CTE contienen varios glucósidos feniletanoides, como el equinacósido (ECH) y el acteósido, con potencial para la actividad antioxidante [17]. Se realizó un ensayo de captación de radicales DPPH para evaluar la actividad antioxidante de ECH. Trolox y resveratrol (3,5,4'-trihidroxiestilbeno, RES) se tomaron como estándar y control positivo respectivamente. Como se muestra en la Figura 1, ECH mostró una mejor actividad de eliminación de radicales y la actividad fue significativamente mayor que la del control positivo (RES).
3.1.2. Viabilidad celular de ECH en LC-540 y TM3 Leydig Cells
El ensayo MTT se realizó para evaluar la viabilidad celular de diferentes concentraciones de ECH. Las células de Leydig LC-540 y las células de Leydig TM3 mostraron más del 80 por ciento de viabilidad después de ser tratadas con ECH (Figura 2). En comparación con las otras concentraciones, una concentración de 100-|dM (diluciones de 100 rM en FBS al 2 por ciento) de ECtf mostró una mejor viabilidad celular en células de Leydig ffM3. El resultado indicó que la concentración aumentada de ECH no contribuye a ninguna toxicidad significativa para las células.
3.1.3.Efecto de ECH en la producción de superóxido inducida por AGE mediante el ensayo NBT en células LC-540 y TM3 Leyd ig
Los AGE causan daño oxidativo en el cuerpo debido a la oxidación de la glucosa y la formación de radicales libres como O2-, radicales hidroxilo y grupos carbonilo [18]. Después de ser estimuladas con 50 µg/mL de AGE, las células LC-540 (Figura 3a) y TM3 (Figura 3b) se trataron con ECH y RES (5 /M y 10 cucharaditas cada una). Los resultados mostraron que la producción de anión superóxido aumentó en el grupo de control (AGO estimulados), pero la producción de anión superóxido disminuyó después del tratamiento con ECH y RES. A partir de la Figura 3, se entendió que ECH y RES reducen el nivel de producción de superóxido y protegen las células del daño oxidativo. En el caso de las células LC-540, 10 ECH mostraron una actividad casi similar a la del grupo normal. La producción de superóxido en ambas células disminuyó con un aumento en la concentración tanto de ECH como de RES.
3.1.4.Efecto de ECH en la producción de H2O2 en células de Leydig LC estimuladas por AGE-540
Se ejecutó el ensayo DCFH-DA para detectar la presencia de especies oxidativas. Después de entrar en las células, el colorante fluorescente DCFH-DA es oxidado por el H2O2 intracelular y forma diclorofluoresceína (DCF). Como se muestra en la Figura 4, hubo un aumento significativo en la producción de H2O2 intracelular en el grupo estimulado con AGE (control), mientras que la adición de 10 ECH y RES redujo significativamente la producción de H2O2 en las células. La administración de 10 ECH resultó en solo alrededor del 47,1 por ciento de la producción de H2O2, significativamente menor que en el grupo de control.
3.1.5. Efecto de ECH en los niveles de expresión de proteína RAGE y NF-kB en células de Leydig LC-540 estimuladas por AGE
Se realizó un análisis de transferencia Western para confirmar la presencia de RAGE en células de Leydig LC-540. El efecto de ECH en RAGE (Figura 5a) y los niveles de expresión de proteína NF-kB (Figura 5b) en células de Leydig estimuladas con AGE se muestran en la Figura 5. Los resultados mostraron que una concentración de 50 \mu g/ml de AGE indujo niveles más altos de RAGE y NF-kB. expresión en LC-540 células de Leydig y 10 concentraciones de ECH y RES ha reducido significativamente la expresión de RAGE y NF-kB. La expresión de NF-kB fue significativamente menor en RES y ECH que en los antagonistas de RAGE. Entonces, los resultados confirmaron que la ECH redujo el nivel de inflamación al disminuir el nivel de RAGE y NF-kB.
3.1.6. Efecto de ECH en la vía de síntesis de testosterona en células de Leydig LC-540 estimuladas por AGE.
El proceso de espermatogénesis e infertilidad masculina depende de la presencia de testosterona. Como se muestra en la Figura 6, las expresiones de las proteínas StAR (Figura 6a), CYP11A1 (Figura 6b), CYP17A1 (Figura 6c) y HSD17p3 (Figura 6d) se redujeron significativamente en células de Leydig LC-540 estimuladas con AGE ( grupo de control). Las expresiones de las proteínas StAR, CYP11A1, CYP17A1 y HSD17p3 aumentaron significativamente cuando se añadieron el antagonista RAGE, RES y ECH. El aumento de la expresión de las proteínas StAR y CYP11A1 se observó en los grupos tratados con ECH y RES. El nivel de expresión de CYP17A1 fue casi similar en los grupos RES y ECH. Las expresiones de la proteína HSD17&3 en las células de Leydig tratadas con ECH fueron mucho mayores que las de las células tratadas con antagonistas de RES y RAGE. El aumento de la expresión de las proteínas StAR, CYP11A1, CYP17A1 y HSD17p3 indicó la producción normal de testosterona.
3.2.Análisis In Vivo
3.2.1. Efectos de la CTE sobre el peso corporal y la ingesta calórica
Después de 6 semanas de experimentación, el grupo de diabéticos (HFD-DM) mostró un mayor peso corporal que el grupo de control. El grupo HFD-DME4 mostró un peso corporal más bajo que los grupos HFD-DM y HFD-DMER (Figura 7a). La ingesta de calorías del grupo de control fue significativamente menor que en los otros grupos. No hubo diferencia significativa entre las ingestas de calorías de los otros cinco grupos (Figura 7b).
3.2.2.Prueba de Tolerancia a la Glucosa Oral (OGTT) para Determinar el Éxito) 1 Inducción de Diabetes
La prueba de tolerancia a la glucosa oral (OGTT) se utiliza como una herramienta prometedora para detectar Mellitus diabético. Un nivel elevado de glucosa en la sangre indica una condición diabética. Como se muestra en la Figura 8a, el nivel de glucosa en plasma fue más bajo en los grupos CTE que en el grupo DM a 0, 30, 90 y 120 min. Además, el área bajo la curva (AUC) de la concentración de glucosa en plasma mostró eso en los grupos CTE y RSG.3.2.3. Contenido total de glucosa, colesterol y triglicéridos en plasma
El nivel de glucosa en sangre en ayunas en plasma fue más alto en el grupo DM y más bajo en el grupo DME2 (excepto el control) que otros. No hubo diferencia significativa en el colesterol total entre los grupos excepto para el grupo DME4. En el grupo DME4, el nivel de colesterol fue más bajo que los demás. El nivel de triglicéridos fue mayor en el grupo DM y menor en el grupo DME4 y el contenido de triglicéridos disminuyó con el aumento de la concentración de CTE (Tabla 2). Los resultados muestran que el nivel de glucosa, colesterol y triglicéridos en plasma fue mayor en el grupo DM y el nivel disminuyó significativamente en el tratamiento con CTE.
3.2.4.Niveles de insulina plasmática, nivel de leptina plasmática y evaluación del modelo de homeostasis: valores de resistencia a la insulina (HOMA-IR)
Los niveles de insulina plasmática, leptina y valores de HOMA-IR se muestran en la Tabla 3. El grupo DM tenía niveles de insulina plasmática y leptina plasmática más altos que el grupo control. El índice HOMA-IR también fue significativamente mayor en el grupo DM. Los valores plasmáticos de insulina, leptina y HOMA-IR disminuyeron con un aumento en la concentración de CTE. La leptina plasmática se redujo significativamente en los grupos CTE, pero el grupo de fármaco RSG (DMR) no mostró ninguna diferencia significativa con respecto al grupo DM.
3.2.5.Efecto de la CTE en los niveles plasmáticos de LH y testosterona en ratas diabéticas
Como se muestra en la Tabla 4, las concentraciones de testosterona en ratas diabéticas (DM) disminuyeron significativamente, mientras que las concentraciones de testosterona aumentaron significativamente en varias dosis de CTE. Además, los resultados mostraron una ligera disminución en el nivel de LH en el grupo DM en comparación con DMR, DME1, DME2 y DME4. La producción de LH fue mayor en el grupo DME4.
3.2.6.Efecto de la CTE en los parámetros espermáticos de ratas diabéticas
Los resultados experimentales mostraron que el grupo de DM tuvo una disminución significativa en el número y la motilidad de los espermatozoides que el grupo de control, mientras que la tasa de anormalidad de los espermatozoides aumentó significativamente en el grupo de DM. Curiosamente, el número de espermatozoides, la motilidad de los espermatozoides y la tasa de anomalías de los espermatozoides del grupo DMR mejoraron, pero la motilidad de los espermatozoides no alcanza un nivel significativo en comparación con DME4. DME2 mostró un mejor conteo de espermatozoides que todos ellos y la tasa de motilidad aumentó significativamente en el grupo DME4. No hubo diferencia significativa entre el número de espermatozoides anormales entre los grupos tratados con RSG y CTE (Tabla 5).
3.2.7.Efecto de la CTE sobre el morfolo de los túbulos seminíferos en ratas diabéticas
La figura 9 muestra la tinción con H&E de la sección de testículo. La flecha negra denota la celda de Leydig y la flecha blanca denota la celda de Sertoli. Tanto la célula de Leydig como la de Sertoli en el grupo de DM mostraron una atrofia significativa y se observó una cavidad en la luz. La estructura de las células de Leydig y de Sertoli se restauró en los grupos tratados con CTE y RSG. La evaluación del túbulo seminífero fue mayor en los grupos CTE y RSG que en el grupo DM.
3.2.8.Efecto de CTE en los ARNm de KiSS1, GPR54, SOCS-3 y SIRT1 en el hipotálamo de ratas diabéticas
La expresión de KiSS1 (Figura 10a), GPR54 (Figura 10b), SOCS-3 (Figura 10d) y SIRT1 (Figura 10c) se muestran en la Figura 10. La expresión de ARNm de KiSS1 y el receptor GPR54 en ratas diabéticas fue significativamente menor que en el grupo de control. El nivel de expresión de ARNm de KiSS1 y GPR 54 en DMR, DME1, DME2 y DME4 aumentó significativamente. En particular, la expresión del ARNm de GPR54 aumentó significativamente en DME4 y fue casi similar al grupo de control.
Este experimento exploró aún más la cantidad de ARNm de SOCS-3 y SIRT1 en el hipotálamo de ratas. La expresión de ARNm de SOCS-3 en ratas diabéticas aumentó significativamente, lo que indica que la impedancia de la leptina era más grave. Los grupos DMR, DME1, DME2 y DME4 mostraron mejoras significativas en comparación con el grupo diabético. La expresión de ARNm de SIRT1 en el grupo DM disminuyó
3.2.9.Efecto de la CTE sobre enzimas antioxidantes en plasma y testículos de ratas diabéticas
La Tabla 6 muestra que la actividad de SOD en plasma, la actividad de GPx y la actividad de catalasa de ratas diabéticas disminuyeron significativamente y las actividades aumentaron en los grupos tratados con CTE y RSG. Además de esto, DM E4 mostró mejoras significativas en la actividad de GPx que otros. Los resultados mostraron que las actividades de SOD y catalasa en las ratas diabéticas se redujeron significativamente después de seis semanas. La actividad de SOD y catalasa del grupo DMR no alcanza un nivel significativo. Los grupos tratados con CTE mostraron mejoras significativas en la actividad de SOD y catalasa. Las actividades aumentadas de catalasa y SOD en los grupos CTE también se observaron en los testículos (Tabla 7). La mayor actividad de SOD y catalasa se observó en los grupos DME1 y DME2, respectivamente.
3.2.10.Efectos de la CTE sobre el estrés oxidativo y la inflamación en el plasma y testículos de ratas diabéticas
La producción de óxido nítrico (NO) en plasma (Figura 11a) y testículos (Figura lib) se muestra en la Figura. La producción de NO en el grupo DM aumentó significativamente tanto en testículos como en plasma en comparación con el grupo de control. Se observó una reducción gradual de la producción de NO en los grupos DME1, DME2 y DME4 (en plasma). El grupo DMR también mostró una reducción significativa en la producción de NO. En el caso de los testículos, se observó una ligera reducción de la producción de NO en los grupos CTE, mientras que el grupo DMR no reduce significativamente la producción de NO.
Como se muestra en las Figuras 12 y 13, el nivel de TNF-a e IL-6 aumentó significativamente en ratas diabéticas (tanto en plasma como en testículos), lo que indica que la inflamación es más grave. En plasma, el nivel de TNF-a es similar en los grupos tratados con CTE y RSG (Figura 12a). Los grupos CTE (especialmente DME2) redujeron significativamente el nivel de TNF-a en los testículos (Figura 12b). El nivel de IL-6 se redujo significativamente en el plasma de los grupos CTE y RSG (Figura 13a). En los testículos, hubo una tendencia a una reducción en el nivel de IL-6, pero esto no alcanzó un nivel significativo (Figura 13b).
3.2.11.Efectos de la ETC sobre el estrés oxidativo y la inflamación en los espermatozoides de ratas diabéticas inducida por una dieta rica en grasas
La figura 14 muestra el contenido de anión superóxido en esperma de rata. Los resultados mostraron que la producción de anión superóxido en el esperma de ratas diabéticas aumentó significativamente y no se observó una mejora significativa en el grupo DMR. Los grupos DME1 y DME4 mostraron una producción significativamente reducida de anión superóxido.
3.2.12. Efectos de la ETC sobre la peroxidación lipídica en los espermatozoides de ratas diabéticas inducida por una dieta rica en grasas
Los estudios han demostrado que la peroxidación de lípidos aumentó en pacientes con diabetes tipo 1 y tipo 2 [19]. El nivel de malondialdehído (MDA) en plasma, esperma y testículos se muestra en la Tabla 8. El nivel de MDA en plasma, testículos y esperma del grupo DM fue significativamente mayor y el tratamiento con CTE y RSG redujo la producción de MDA. Se observó una reducción significativa en los grupos DME4 y DMEI en plasma. Este estudio encontró que las ratas diabéticas no solo aumentaron el grado de peroxidación de lípidos en el plasma, sino que también aumentaron los testículos y los espermatozoides.
Efectos del extracto de Cistanche tubulosa: estrés antioxidante e inflamación
4. Discusión
La diabetes es una enfermedad crónica asociada con un alto nivel de azúcar en la sangre. El desequilibrio entre los niveles de antioxidantes y ROS conducirá a la condición llamada estrés oxidativo. El superóxido, el radical hidroxilo, el peróxido de hidrógeno, el óxido nítrico y el oxígeno singulete son algunos de los ejemplos de ROS que contribuirán a la condición de diabetes a través del estrés oxidativo [20]. Cittanche tubulosa es una planta del desierto que contiene componentes activos como polisacáridos, oligosacáridos, glucósidos feniletanoides (equinacósido, verbacósido), ácido palmítico, ácido linoleico, iridoides, alditoles y lignanos. Esta planta es capaz de producir efectos antiinflamatorios, neuroprotectores, antibacterianos, antivirales, antioxidantes, antitumorales e inmunomoduladores [21]. Los estudios de literatura muestran que los glucósidos feniletanoides de Cistanche tubulosa son la razón principal de la actividad antioxidante [22]. El resveratrol (RES) y la rosiglitazona (RSG) se tomaron como control positivo para los estudios in vitro e in vivo, respectivamente. RSG es un potente sensibilizador de la insulina y tiene afinidad hacia la isoforma del receptor activado por el proliferador de peroxisomas (PPARc). Controla la hiperglucemia en pacientes diabéticos [23]. RES tiene actividad antioxidante natural, actúa como vasodilatador, regula el metabolismo de las lipoproteínas, inhibe la agregación plaquetaria y previene el cáncer [24,25]. Nuestra investigación indicó que ECH muestra una mejor actividad de eliminación de radicales que CTE y RES (Figura 1). También se entiende que la ECH no provoca ninguna toxicidad significativa para las células de Leydig LC-540 y TM3 (Figura 2).
Se utilizaron AGE para inducir condiciones de estrés en células de Leydig. La producción de AGE, la inflamación, el estrés oxidativo y la diabetes están interconectados. La condición hiperglucémica de la diabetes promueve el daño celular a través de la producción de AGE y estrés oxidativo. Los AGE inducen la toxicidad de las células p, lo que promueve aún más el reclutamiento de células inmunitarias y la muerte celular. Un nivel elevado de AGE promueve la expresión de dos tipos de receptores llamados RAGE y AGER1 [26]. El goteo y la posterior transferencia de un electrón de la cadena respiratoria mitocondrial al oxígeno molecular durante el estrés oxidativo da como resultado la formación de un anión superóxido. Nuestros resultados muestran que la producción de anión superóxido inducida por AGE aumentó en el grupo de control y se observaron mejoras adicionales con los tratamientos ECH y RES. Según nuestro estudio, se entendió que la producción de superóxido (Figura 3) y H2O2 (Figura 4) inducida por los AGE disminuyó en presencia de ECH y RES.
NF-kB es conocido como el importante mediador de la inflamación asociada con la diabetes [27]. La expresión de NF-kB conduce a la disfunción de las células p ya la muerte celular. La activación de NF-KB por estrés oxidativo estimula la respuesta proinflamatoria, la regulación positiva de la endotelina y la apoptosis [28]. La expresión de RAGE y NF-kB aumentó en los grupos estimulados con AGE y la reducción posterior se observó en las células tratadas con ECH y RES (Figura 5).
La testosterona es un esteroide anabólico y una hormona sexual masculina primaria sintetizada a partir del colesterol. El proceso comienza con la escisión oxidativa de la cadena lateral del colesterol por el gen de escisión de la cadena lateral del colesterol (CYP11A). Este gen se localiza en la membrana mitocondrial y convierte el colesterol en pregnenolona. Luego, el gen CYP17A1 del retículo endoplásmico elimina dos átomos de carbono adicionales y produce múltiples esteroides C19. Además de esto, la pregnenolona se oxida para formar androstenediona/progesterona por la hidroxiesteroide deshidrogenasa (3-p-HSD). Finalmente, la testosterona se produce por la reducción del grupo ceto en la posición de carbono 17 de la androstenediona por la 17-beta-hidroxiesteroide deshidrogenasa (17-p-HSD). Las células de Leydig están involucradas en la producción principal de testosterona. La transferencia de colesterol a la membrana mitocondrial interna requiere la acción de la proteína reguladora aguda esteroidogénica (StAR). Los estudios actuales muestran que la expresión de StAR, CYP11A1, CYP17A1 y HSD17p3 disminuyó en las células tratadas con AGE (control) y hubo un tremendo aumento en las células tratadas con ECH y RES (Figura 6). Por lo tanto, los resultados muestran que la producción de testosterona aumentó en los grupos tratados con ECH y RES.
Durante una condición diabética, el transporte de glucosa a los órganos es limitado y, como resultado, los niveles de glucosa aumentan [29]. Por lo tanto, la condición de hiperglucemia es uno de los marcadores importantes para la detección de diabéticos. Nuestros estudios muestran que el nivel de glucosa en plasma aumentó en los grupos de diabéticos y el AUC del grupo de DM fue significativamente más alto que los otros grupos (Figura 8). Junto con la glucosa plasmática, el contenido de colesterol total y triglicéridos se incrementó significativamente en el grupo DM (Tabla 2). La aterosclerosis se ve facilitada por un aumento del nivel de colesterol y triglicéridos [30]. Sin embargo, el nivel de colesterol y triglicéridos disminuyó en los grupos tratados con CTE y RSG. El contenido de triglicéridos del grupo DME4 alcanzó un valor casi similar al del grupo control.
La insulina es una hormona producida por las células p del páncreas y funcionalizada para controlar el nivel de azúcar en la sangre en el cuerpo, mientras que la leptina es una hormona producida por los adipocitos y son capaces de regular la ingesta de alimentos y la utilización de energía. Los estudios indicaron que la leptina está involucrada en la fisiopatología de la obesidad y existe una interacción positiva entre la leptina y la insulina [31]. Nuestros estudios muestran que el nivel plasmático de inulina y leptina fue mayor en el grupo DM y el nivel de insulina disminuyó con un aumento en la concentración de CTE. El grupo RSG no muestra ninguna diferencia significativa con el grupo DM. La resistencia a la insulina y la función de las células p se evaluaron mediante
Método HOMA-IR. El valor de HOMA-IR aumentó en el grupo DM y fue significativamente diferente al resto de grupos (tabla 3).
La DM afecta la función reproductiva a través de la alternancia hormonal en el eje HPG y los estudios revelaron que la expresión de insulina en los testículos también se ve afectada por la diabetes. Se caracteriza por la vacuolización de las células de Sertoli, el aumento de la fragmentación del ADN, la alteración de la espermatogénesis y el aumento del agotamiento de las células germinales. El estrés oxidativo también contribuye a las anomalías en la función reproductiva [32]. El proceso de formación de espermatozoides en el órgano reproductor masculino (testículos) se denomina espermatogénesis. Los testículos están compuestos por túbulos fuertemente enrollados llamados túbulos seminíferos. Las células de Sertoli se ven en las paredes del túbulo seminífero y proporcionan alimento a los espermatozoides inmaduros. La investigación sobre los parámetros espermáticos indicó que el número de espermatozoides y la motilidad disminuyeron y las anormalidades aumentaron en el grupo DM (Tabla 5). Se observó un efecto opuesto en los grupos tratados con CTE y RSG. Tanto la célula de Leydig como las células de Sertoli en el grupo de DM mostraron una atrofia significativa y se observó la cavidad en la luz. El grosor del túbulo seminífero también disminuyó en el grupo DM. Se observó un resultado mejorado en los grupos tratados con CTE y RSG (Figura 9). Además de esto, el nivel de LH y testosterona disminuyó en el grupo DM y los niveles aumentaron en los grupos tratados con CTE (Tabla 4). En los hombres, la testosterona sérica baja y la frecuencia del pulso de LH más baja a menudo se asociaron con la obesidad y la diabetes mellitus tipo 2 [33].
Las kisspeptinas codificadas por el gen KiSS1 se conocen como potentes estimuladores del eje HPG y cualquier mutación en el gen de la kisspeptina conducirá a niveles bajos de esteroides sexuales y gonadotropina. Los estudios muestran que en ratas diabéticas inducidas por STZ, los niveles de ARNm de Kiss1 se redujeron [33]. El inicio y el mantenimiento de la infertilidad de los mamíferos están relacionados con el receptor 54 acoplado a proteína G (GPR54). La mutación en GPR 54 se caracteriza por la ausencia de maduración sexual y niveles bajos de hormonas gonadotrópicas (LH y FSH). Las citoquinas proinflamatorias como IL-6 y TNF-a regulan al alza la expresión del supresor de la señalización de citoquinas 3 (SOCS3) implicado en la resistencia a la insulina mediada por la inflamación en el hígado y los adipocitos [34]. SIRT 1 es un gen asociado con la regulación de varias enfermedades relacionadas con el envejecimiento. Este gen se expresa de manera prominente en las células p del páncreas y regula la secreción de insulina y previene la apoptosis. Los estudios actuales indicaron que la expresión de KiSS1, GPR54 y SIRT1 disminuyó en el grupo de DM, pero la expresión aumentó en los grupos tratados con CTE (Figura 10). Un aumento en las expresiones SOCS-3 en el grupo DM indicó la condición inflamatoria. El primer vínculo molecular identificado entre la obesidad y la inflamación fue el TNF-a. Por lo tanto, un nivel elevado de TNF-a es un indicador de inflamación. La disminución del nivel de citoquinas proinflamatorias como TNF-a e IL-6 se observó en los grupos tratados con CTE (Figuras 12 y 13).
El desequilibrio entre ROS y antioxidantes conduce a la condición diabética. La superóxido dismutasa (SOD), la catalasa (CAT) y la glutatión peroxidasa (GPX) se conocen como los principales antioxidantes responsables de mantener el nivel óptimo de ROS [35]. A partir de los resultados, se encontró que la actividad de los antioxidantes fue significativamente menor en el grupo DM. Los grupos tratados con CT mostraron mejoras en la producción de antioxidantes. El grupo tratado con RSG no mostró mejoras significativas en la actividad antioxidante (Tablas 6 y 7).
El óxido nítrico (NO) es conocido como un ROS importante que contribuye a la inflamación. Nuestros estudios señalan que el nivel de NO disminuyó en los grupos tratados con CTE (Figura 11). Los resultados mostraron que el contenido de anión superóxido en el esperma de ratas diabéticas aumentó significativamente y no hubo una mejora significativa después de la administración de RSG. La producción de superóxido se redujo en los grupos CTE.
La determinación de MDA es muy útil para evaluar la peroxidación lipídica. La peroxidación lipídica es el proceso de oxidación de los lípidos y finalmente da como resultado daño celular. La MDA se produce como resultado de la peroxidación lipídica de los ácidos grasos poliinsaturados. Los estudios muestran que el nivel de MDA se correlaciona con la edad y el nivel de glucosa en sangre en ayunas [36]. El estudio actual indicó que la CTE mejora la peroxidación de lípidos en plasma, testículos y espermatozoides (Tabla 8).
Extracto de Cistanche tubulosa
5. Conclusiones
El estrés oxidativo durante las condiciones diabéticas altera el sistema reproductivo masculino por el deterioro de los espermatozoides y la disfunción gonadal. Cistanche tubulosa es una planta del desierto ampliamente aceptada en la medicina china debido a sus efectos farmacológicos. El echinacósido (ECH) es el componente principal de CTE responsable de las actividades antioxidantes y antiinflamatorias. Nuestros resultados in vitro indicaron que la ECH restauró la vía de síntesis de testosterona y redujo el nivel de expresión de la proteína NF-kB y RAGE. ECH inhibió efectivamente la producción de anión superóxido y H2O2 en células de Leydig. Los estudios in vivo revelaron que la ECH redujo los niveles de colesterol, triglicéridos, TNF-a e IL-6. Además de esto, las expresiones de ARNm en el hipotálamo de las ratas diabéticas mejoraron significativamente. También cabe destacar que la ECH redujo la peroxidación de lípidos y mejoró la resistencia a la insulina en ratas macho diabéticas. Las actividades antioxidantes aumentaron tanto en plasma como en testículos. Por lo tanto, nuestros estudios sugirieron que la ECH proporcionó una protección eficaz contra la disfunción reproductiva en ratas macho diabéticas inducidas por STZ.
Contribuciones de autor:F.-CK realizó investigación, análisis formal y análisis de software. AJ y J.-LH participaron en la curación de datos y redactaron el manuscrito. Z.-LK y AJ concibieron la revisión del manuscrito y la editaron. Z.-LK formuló la metodología y supervisó todo el experimento. S.-CC participó en el análisis formal, investigación y validación. Todos los autores contribuyeron con el análisis de datos, la redacción y la revisión crítica del documento, dieron la aprobación final de la versión que se publicará y aceptan ser responsables de todos los aspectos del trabajo.
Fondos:Este trabajo fue apoyado financieramente por el Centro de Excelencia para los Océanos, Universidad Nacional del Océano de Taiwán, del Programa del Centro de Investigación de Áreas Destacadas en el marco del Proyecto Sprout de Educación Superior del Ministerio de Educación (MOE), Taiwán.
Conflictos de interés:Los autores no declararon ningún conflicto de interés.
Referencias
1. Organización Mundial de la Salud. Informes mundiales sobre la diabetes. 2017. Disponible en línea: http://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/diabetes (consultado el 25 de agosto de 2018).
2. Haynes, NE; Corbett, WL; Bizarro, FT; Guertin, KR; Hilliard, DW; Holanda, GW; Kester, RF; Mahaney, PE; Qi, L.; Spence, CL; et al. Descubrimiento, relaciones estructura-actividad, farmacocinética y eficacia del activador de glucoquinasa (2R)-3-ciclopentil-2-(4-metano-sulfonil fenil)-N-tiazol-2-il- propionamida (RO0281675). J.Med. química 2010, 53, 3618-3625. [Referencia cruzada] [PubMed]
3. Agbaje, IM; Rogers, DA; McVicar, CM; McClure, N.; Atkinson, AB; Mallidis, C.; Lewis, SE Diabetes mellitus dependiente de insulina: Implicaciones para la función reproductiva masculina. Tararear. Vuelva a producir 2007, 22,1871-1877. [Referencia cruzada] [PubMed]
4. Fouchécourt, S.; Metayer, S.; Locatelli, A.; Dacheux, F.; Dacheux, JL Proteoma del líquido epididimal del semental: caracterización cualitativa y cuantitativa; Secreción y cambios dinámicos de las principales proteínas1. Biol. reprod. 2000, 62,1790-1803. [Referencia cruzada] [PubMed]
5.Vernet, P.; Aitken, RJ; Drevet, JR Estrategias antioxidantes en el epidídimo. mol. Célula. Endocrinol. 2004, 216, 31-39. [Referencia cruzada] [PubMed]
6.Szkudelski, T. Diabetes inducida por estreptozotocina-nicotinamida en ratas. Características del modelo experimental. Exp. Biol. Medicina. 2012, 237, 481-490. [Referencia cruzada] [PubMed]
7.Zheng, S.; Jiang, X.; Wu, L.; Wang, Z.; Huang, L. Discriminación química y genética de Cistanches herba basada en UPLC-QTOF/MS y código de barras de ADN. PLoS ONE 2014, 9, e98061. [Referencia cruzada] [PubMed]
8. Li, J.; Li, J.; Aspire, A.; Gao, L.; Huo, S.; Luo, J.; Zhang, F. Los glucósidos feniletanoideos de Cistanche tubulosa inhiben el crecimiento de las células B16-F10 tanto in vitro como in vivo mediante la inducción de la apoptosis a través de la vía dependiente de las mitocondrias. J. Cáncer 2016, 7,1877-1887. [Referencia cruzada] [PubMed]
9. Zhao, Q.; Gao, J.; Cai, D. Efectos neurotróficos y de neurorescate del equinacósido en el modelo de ratón MPTP subagudo de la enfermedad de Parkinson. Res. cerebral. 2010, 1346, 224-236. [Referencia cruzada] [PubMed]
10. Yoshikawa, M.; Matsuda, H.; Morikawa, T.; Xie, H.; Nakamura, S.; Muraoka, O. Aminoglucósidos feniletanoides y oligoazúcares acilados con actividad vasorrelajante de Cistanche tubulosa. Bioorg. Medicina. química 2006, 14, 7468-7475. [Referencia cruzada] [PubMed]
11. Jiang, Z.; Wang, J.; Li, X.; Zhang, X. Echinacoside y Cistanche tubulosa (Schenk) R. wight mejoran el daño testicular y espermático inducido por bisfenol A en ratas a través de enzimas esteroidogénicas reguladas por el eje gonadal. J. Etnofarmaco. 2016, 193, 321—328. [Referencia cruzada] [PubMed]
12. Placer, ZA; Cushman, LL; Johnson, BC Estimación del producto de peroxidación lipídica (malonil dialdehído) en sistemas bioquímicos. Anal. Bioquímica 1966, 16, 359-364. [Referencia cruzada]
13. Younglai, EV; Holt, D.; Marrón, P.; Jurisicova, A.; Casper, RF Técnicas de natación de esperma y fragmentación de ADN. Tararear. reprod. 2001,16,1950-1953. [Referencia cruzada] [PubMed]
14. Yokoi, K.; Uthus, EO; Nielsen, FH La deficiencia de níquel disminuye la cantidad y el movimiento de los espermatozoides en ratas. Biol. Traza Elem. Res. 2003, 93,141-153. [Referencia cruzada]
15.Aebi, H. Catalasa in vitro. Métodos Enz^mol. 1984, 105,121-126. [Referencia cruzada] [PubMed]
16. Brownlee, M. Bioquímica y biología celular molecular de las complicaciones diabéticas. Nature 2001, 414, 813. [CrossRef] [PubMed]
17.Shimoda, H.; Tanaka, J.; Takahara, Y.; Takemoto, K.; Shan, SJ; Su, MH Los efectos hipocolesterolémicos del extracto de Cistanche tubulosa, una medicina cruda tradicional china, en ratones. Soy. J. barbilla. Medicina. 2009, 37, 1125-1138. [Referencia cruzada] [PubMed]
18. Baynes, JW; Thorpe, SR Papel del estrés oxidativo en las complicaciones diabéticas: una nueva perspectiva sobre un viejo paradigma. Diabetes 1999, 48,1-9. [Referencia cruzada] [PubMed]
19. Akkus, I.; Kalak, S.; Vural, H.; Caglayán, O.; Menekse, E.; Can, G.; Durmus, B. Peroxidación lipídica leucocitaria, superóxido dismutasa, glutatión peroxidasa y niveles séricos y leucocitarios de vitamina C de pacientes con diabetes mellitus tipo II. clin. quim. Acta 1996, 244, 221-227. [Referencia cruzada]
20. Matough, FA; Budin, SB; Hamid, ZA; Alwahaibi, N.; Mohamed, J. El papel del estrés oxidativo y los antioxidantes en las complicaciones diabéticas. Sultán. Universidad de Qaboos. Medicina. J. 2012, 12, 5-18. [Referencia cruzada] [PubMed]
21. Gu, C.; Yang, X.; Huang, L. Cistanches herba: Una revisión de neurofarmacología. Frente. Farmacol. 2016, 7,1-10. [Referencia cruzada] [PubMed]
22. Xiong, WT; Gu, L.; Wang, C.; sol, HX; Liu, X. Efectos antihiperglucémicos e hipolipidémicos de Cistanche tubulosa en ratones db/db diabéticos tipo 2. J. Etnofarmaco. 2013, 150, 935-945. [Referencia cruzada] [PubMed]
Suplementos de Cistanche tubulosa
