PREPUBERTAL DÖNEMDE 2,3,7,8-TETRAKLORODİBENZO-P-DİOKSİN (TCDD) İLE OLUŞTURULMUŞ TESTİKÜLER HASAR ÜZERİNE CHRYSİN'İN ETKİLERİ

Abstract

2,3,7,8- tetraklorodibenzo-p-dioksin (TCDD) çevrede uzun süre kalıcılığı olan, yapısal olarak aynı mekanizmayla toksisite oluşturup, canlılarda biyolojik olarak benzer etkiler gösterebilen 75 farklı bileşik içeren dioksin ailesinin prototipidir. Bu bileşikler içinde en zehirli yapıda olması nedeniyle TCDD toksisite çalışmalarında standart olarak kullanılmaktadır. Araba egzozlarında ve sigara dumanında bulunan TCDD, insektisitlerin üretiminde, belediyelere ait katı atıkların yakılması esnasında bir yan ürün olarak ortaya çıkan çevresel bir kirleticidir. İnsanlar TCDD' yi çoğunlukla beslenme yoluyla almakta ve yıkılabilir özelliğinin düşük olması nedeniyle kanda ve yağ dokusunda birikme eğilimi göstermektedir. Uluslararası Kanser Araştırmaları Kuruluşu TCDD'yi grup I kanserojen olarak tanımlamıştır. TCDD, membran fosfolipitlerinden araşidonik asidin salınımını artırarak enflamasyona ve reaktif oksijen türleri (ROS)'nin üretimine yol açarak oksidatif strese dolayısıyla hücre hasarına neden olur. Doğal bir flavon olan Chrysin (CH) antioksidan, antiinflamatuar, antiapoptotik, antiviral özelliklere sahiptir. CH'nin damar koruyucu ve spasmolitik etkilere sahip olduğu bilinmektedir. Bu çalışmada TCDD'nin testis dokusunda meydana getirmesi muhtemel oksidatif hasara karşı, güçlü bir antioksidan olan CH'nin etkilerinin incelenmesi amaçlanmıştır. Bu deneysel çalışmada 4 haftalık, ortalama 105-130 g ağırlıklarındaki 28 adet Wistar-Albino cinsi erkek sıçanlar kullanıldı. Sıçanlar grup I (Kontrol), grup II (TCDD uygulanan), grup III (TCDD + CH uygulanan) ve grup IV (sadece CH uygulanan ) olmak üzere rastgele 4 gruba ayrıldı. Grup II ve grup III'e haftada bir kez 25 ?g/kg TCDD intraperitonal (ip.) olarak uygulandı. Ayrıca grup III ve grup IV'e günlük 50 mg/kg zeytinyağında CH çözdürülerek oral gavaj yolu ile verildi. 5 haftalık deney süresi sonunda tüm gruplardaki sıçanlar tartıldıktan sonra anestezi altında dekapite edildi. Testis dokuları alınıp hızlıca tartıldı ve Bouin's solüsyonunda tespit edildi. Biyokimyasal incelemeler için kan örnekleri santrifüjlenip, elde edilen serumlar daha sonra yapılacak olan testosteron tayini için -20 0C de saklandı. Testis dokularından histolojik inceleme için parafin bloklar hazırlandı. Parafin bloklardan 5 ?m kalınlığında kesitler alındı. Alınan kesitler histokimyasal ve TUNEL teknikleri kullanılarak boyandı. TCDD ve TCDD+CH gruplarındaki sıçanların ortalama vücut ağırlık değişim yüzdesinde ve rölatif testis ağırlıklarında, kontrol grubu ile karşılaştırıldığında istatistiksel olarak anlamlı bir düşüş gözlendi. CH grubu ile kontrol grubu arasındaki fark ise istatistiksel açıdan önemsiz bulundu. Işık mikroskop incelemesinde, kontrol grubuna ait testis dokularında seminifer tübül germinal epitelini oluşturan spermatogenik seriye ait hücreler ve Sertoli hücreleri, interstisyel alan ve bu alanda yer alan Leydig hücreleri normal yapıda izlenirken TCDD uygulanan deneklere ait dokularda, germinal epitelde atrofi, vakuolar dejenerasyon, germ hücreleri arasında ayrılma, spermatid dev hücreleri ve bazı tübüllerde mayoz bölünmenin belli aşamalarında duraksama ayırt edildi. TCDD toksisitesine karşı koruyucu amaçla CH uygulanan gruba ait testiküler dokuda nispeten koruyucu etki sağlandı. Sadece CH uygulanan gruba ait kesitlerde testis dokusu kontrol grubu gibi normal görünümlü olarak ayırt edildi. Apoptotik hücre ölümünün belirlenmesi için TUNEL tekniği kullanılarak yapılan boyamanın ışık mikroskopta incelenmesinde, kontrol grubu kesitlerinde TUNEL (+), TCDD grubunda TUNEL (+++) , TCDD + CH grubunda TUNEL (+), sadece CH uygulanan grupta ise TUNEL (+) yaygınlığında işaretlenme gözlendi. TCDD ve TCDD+CH uygulanan gruplardaki sıçanların serum testosteron seviyelerinde, 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 serum testosteron düzeyini azalttığı spermatogenezi olumsuz yönde etkilediği saptandı. Ayrıca seminifer tübül germinal epitelinde atrofi ve apoptotik hücre ölümüne yol açarak son derece önemli hasara yol açtığı gözlendi. Antioksidan özelliği ile ön plana çıkan CH'in bu olumsuz etkileri nispeten azalttığı saptandı. Bu bulgular, çevresel bir kirletici olan TCDD'nin erkek üreme sağlığını menfi anlamda etkileyebileceğini ve buna karşı önlemler alınması gerekliliğinin olduğunu göstermektedir.

2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD) that persists in the environment for a long time is a prototype of dioxin family that contains 75 distinct compounds having similar biological effects on organisms and causing toxicity with same structural mechanism. TCDD has been employed as a standard in toxicity assays due to its characteristic of being the most toxic one among those compounds. TCDD existing also in exhaust and cigarette smoke is an environmental pollutant which is a by-product of insecticide production and solid waste combustion of municipalities. People generally take TCDD through nutrition and it tends to accumulate in blood and adipose tissues due to its low degradability. International Cancer Research Foundation has described TCDD as group I carcinogenic. TCDD causes inflammation by increasing arachidonic acid from membrane phospholipids and 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 has vascular protective and spasmolytic effects. The present study was designed to investigate the effects of CH on possible oxidative testicular damage induced by TCDD. In this experimental study, 4-week-old 28 Wistar-Albino male rats about 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 ?g/kg TCDD once a week intraperitoneally (ip.). In addition, Group III and IV were treated daily with 50 mg/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. For biochemical examinations, blood samples were centrifuged and the serums were stored at -20? for subsequent testosterone assay. Paraffin blocks from testicle tissues were prepared for histological examination. 5 ?m-thick cross-sections of paraffin blocks were prepared and stained by using histochemical and TUNEL techniques. When compared with the control group, the groups of TCDD and TCDD+CH showed statistically significant decrease in the percentage of body weight variation and relative testicle weight. The difference between the groups CH and control was found to be insignificant statistically. During the microscope examination, Spermatogenic cells forming seminiferous tubule germinal epithelium and Sertoli cells, interstitial region and Leydig cells were found to have normal appearance in testicular tissues of the control group while atrophy in germinal epithelium, vacuolar degeneration, separation among germ cells, giant spermatid cells and arrest in certain stages of meiosis in some tubules were distinguished in tissues of TCDD-treated group. Relative protective effect was observed in testicular tissues of the CH-treated group against TCDD toxicity. Testicular cross-sections of only CH-treated group was observed normally as in control group. Apoptotic cell death was examined by TUNEL staining and the labelling results were observed as TUNEL (+) for control group, TUNEL (+++) for TCDD group, TUNEL (+) for TCDD+CH and TUNEL (+) for CH group. When compared to the control and CH groups, a significant decrease in serum testosterone levels of the rats treated with TCDD or TCDD+CH was observed. The difference between the control and CH group was found to be insignificant statistically. In conclusion, it was determined that TCDD toxicity decreased serum testosterone level and had a negative impact on spermatogenesis. Moreover, it caused serious cell damage that contain atrophy in seminiferous tubule germinal epithelium and apoptotic cell death. Prominent with its antioxidant effect, CH relatively reduced these negative impacts. These findings suggest that TCDD, an environmental pollutant, can affect male reproductive health individually and there is necessity for taking precautions against this threat.