دوره 34، شماره 11 - ( 10-1402 )
جلد 34 شماره 11 صفحات 709-700 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Research code: مصوبه 2010-94 دانشگاه آزاد واحد شهررضا
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Amir Sardari K, javadi I, khorrami A. INVESTIGATING THE EFFECT OF COENZYME Q10 ON INFERTILITY CAUSED BY ALUMINUM CHLORIDE IN MALE RATS. Studies in Medical Sciences 2023; 34 (11) :700-709
URL: http://umj.umsu.ac.ir/article-1-6133-fa.html
URL: http://umj.umsu.ac.ir/article-1-6133-fa.html
امیرسرداری کامران، جوادی ایرج، خرمی آرش. بررسی اثر کوآنزیم Q10 بر ناباروری ناشی از آلومینیوم کلراید در موش‌های رت نر. مجله مطالعات علوم پزشکی. 1402; 34 (11) :700-709
استادیار، مرکز تحقیقات گیاهان دارویی، دانشگاه علوم پزشکی مراغه ، arash.khorrami@yahoo.com
متن کامل [PDF 432 kb]
(434 دریافت)
| چکیده (HTML) (1581 مشاهده)
جدول (1): اثرات کوآنزیم Q10 بر خصوصیات اسپرم در موش‌های دریافت‌کننده آلومینیم کلراید در مقایسه با گروه کنترل. در هر گروه مقادیر میانگین ± انحراف معیار خصوصیات اسپرم از ارزیابی تعداد 7 نمونه محاسبه شده است. مقدار P کمتر از 05/0 به‌عنوان سطح معنی‌داری آماری در نظر گرفته شده است.
.PNG)
جدول (2): اثر کوآنزیم Q10 بر وزن بیضه، اپیدیدیم و وزیکول سمینال در موش‌های دریافت‌کننده آلومینیم کلراید در مقایسه با گروه کنترل. در هر گروه مقادیر میانگین ± انحراف معیار وزن بیضه، اپیدیدیم و وزیکول سمینال از ارزیابی تعداد 7 نمونه محاسبه شده است. مقدار P کمتر از 05/0 به‌عنوان سطح معنی‌داری آماری در نظر گرفته شده است.
.png)
جدول (3): اثر کوآنزیم Q10 بر هورمون‌های جنسی تستوسترون، FSH و LH در موش‌های دریافت‌کننده آلومینیم کلراید در مقایسه با گروه کنترل. در هر گروه مقادیر میانگین ± انحراف معیار میزان هورمون‌های جنسی از ارزیابی تعداد 7 نمونه محاسبه شده است. مقدار P کمتر از 05/0 به‌عنوان سطح معنی‌داری آماری در نظر گرفته شده است.
.PNG)
بررسی میزان توتال آنتی‌اکسیدان و مالون دی آلدهید در سرم و بافت بیضه:
نتایج حاصل از اندازه‌گیری میزان ظرفیت آنتی‌اکسیدانی سرم و میزان مالون دی آلدهید به‌عنوان شاخص پراکسیداسون اسیدهای چرب در جدول 4 به شکل خلاصه آورده شده است. نتایج حاصل از این مطالعه نشان می‌دهد که مواجهه با آلومینیوم کلراید در موش‌های رت باعث کاهش معنی‌داری در میزان ظرفیت آنتی اکسیداتنی سرم میشود (P<0.01) که تجویز دوز 20mg/kg از کو آنزیم Q10 می‌تواند آن را تا حدود گروه کنترل افزایش دهد ولیکن این افزایش ازلحاظ آماری معنی‌دار نیست.
میزان مالون دی آلدئید در سرم رت‌های دریافت‌کننده آلومینیوم کلراید به‌صورت معنی‌داری (P<0.01) بالاتر از میزان این ترکیب در سرم رت‌های گروه کنترل است ولیکن این افزایش معنی‌دار مالون دی آلدهید در بافت بیضه مشاهده نشد. تجویز کوآنزیم Q10 با دوز 20mg/kg می‌تواند باعث کاهش معنی‌دار در میزان مالون دی آلدهید سرم و بافت بیضه در مقایسه با گروه دریافت‌کننده آلومینیوم شده است (P<0/01).
جدول (4): اثر کوآنزیم Q10 بر میزان MDA سرم و بافت بیضه و ظرفیت آنتی‌اکسیدانی سرم در موش‌های دریافت‌کننده آلومینیم کلراید در مقایسه با گروه کنترل. در هر گروه مقادیر میانگین ± انحراف معیار میزان مالون دی آلدئید و ظرفیت آنتی‌اکسیدانی از سنجش تعداد 7 نمونه محاسبه شده است. مقدار P کمتر از 05/0 به‌عنوان سطح معنی‌داری آماری در نظر گرفته شده است.
متن کامل: (532 مشاهده)
مقدمه
یکی از مشکلات مهم علم پزشکی علی‌الخصوص در بین زوجین جوان، مشکل ناباروری و کاهش باروری است. ناباروری به ناتوانی در بارداری بعد از 12 ماه رابطه جنسی محافظت نشده گفته میشود که حداقل در 10-15درصد زوج‌ها دیده میشود (1, 2). در حدود 30درصد از موارد ناباروری به علت مشکلات مردان است (3)و ازآنجایی‌که اختلالات تولید اسپرم سر دسته علل ناباروری مردان است اهمیت اصلاح این اختلالات برای کمک به باروری زوجین محرز میگردد. علل ناباروری در اغلب موارد در مردان ناشناخته (ایدیوپاتیک) است که این امر به دلیل شناخت محدود ما از مکانیسم‌های حاکم بر عملکرد بیضه‌ها و روند اسپرماتوژنز است (4).
بررسی و شناخت عوامل ایجادکننده ناباروری در آقایان و نحوه پیشگیری و درمان این اختلال، مساعدت به بیمارانی است که از ناباروری رنج می‌برند. از عوامل متعددی به‌عنوان پاتوژنز عقیمی مردانه یاد میشود که عوامل محیطی ازجمله مواجهه با سموم از مهم‌ترین علل می‌باشند (5, 6). این عوامل از طریق مداخله در فرایندهای تولیدمثل می‌توانند مسبب کاهش کیفیت و تعداد اسپرم شوند. همچنین مشخص شده است که این عوامل می‌توانند باعث کاهش وزن بافت اندام‌های جنسی شده و میزان ترشح هورمون‌های جنسی را تحت تأثیر قرار دهند که باعث عقیمی و سایر اختلالات تولیدمثلی وابسته به هورمون میشود. یکی از این عوامل محیطی که به نظر می‌رسد نقش مهمی در بروز ناباروری در مردان داشته باشد مسمومیت با آلومینیوم کلرید است(7) .
آلومینیوم فلزی است که در صنایع فلزی، نفت و پتروشیمی، ساخت ظروف و فویل‌های پخت‌وپز، کاغذ روغنی، جوهر چاپ، شیشه، سرامیک، عایق‌های الکتریکی، رنگ و لاک، آفت‌کش‌ها، شوینده‌ها، مواد آرایشی و بهداشتی، داروها، واکسن‌ها، و همچنین در تصفیه و تصفیه آب، تصفیه فاضلاب افزودنی‌های غذایی کاربرد وسیعی دارد. سالهای متمادی آلومینیوم به‌عنوان فلزی غیر سمی، غیرقابل جذب و بی‌ضرر شناخته می‌شد و به همین دلیل محدودیتی برای استفاده از آن و یا مقدار مورداستفاده از آن موجود نبود و به مقدار فراوان در زندگی روزمره مورداستفاده قرار می‌گرفت. ولیکن امروزه با در نظر گرفتن این مسئله که آلومینیوم به‌صورت بالقوه می‌تواند برای بدن سمی باشد و نیز اینکه افراد جوامع امروزی بسیار بیشتر در معرض این فلز قرار می‌گیرند شناخت اثرات سمی احتمالی و ارائه راهکاری برای مقابله با آن ضروری به نظر می‌رسد (8).
مطالعات زیادی در این مورد در حال اجرا است که ازجمله این مطالعات می‌توان به نقش آلومینیوم در پاتوژنز بیماری آلزایمر اشاره کرد (9). باوجود تناقضاتی در مورد نقش پاتولوژیک آلومینیوم در بیماری آلزایمر، اغلب مطالعات تجربی و مطالعات اپیدمیولوژیک بر نقش آن تأکید دارند. از موارد دیگر مسمومیت با آلومینیوم اثرات مخرب آن بر میزان باروری در جنس مذکر است. (10-12). مشخص شده است که آلومینیوم با ایجاد رادیکال‌های آزاد باعث القا آسیب به بافتهای بدن میشود.
با توجه به ارتباط اثبات‌شده آلومینیوم با تولید رادیکال‌های آزاد و استرس اکسیداتیو می‌توان این‌گونه استنباط نمود که القاء تولید رادیکال آزاد از سویی باعث آسیب سلولی و آسیب به ساختار DNA شده و از سویی دیگر باعث مصرف آنتی‌اکسیدان‌های بدن میشود (13). یکی از این آنتی‌اکسیدان‌ها که در چرخه تولید انرژی نقش مهمی دارد و در بافت‌هایی با رشد و تکثیر بالا بسیار ضروری است کوآنزیم Q10 است. کوآنزیم Q10 به‌عنوان یک از اجزای سیتوکرومی در غشای میتوکندری و واسط در چرخه تولید انرژی است که به‌عنوان تنها آنتی‌اکسیدان تولیدشده در بدن که محلول در چربی است در جلوگیری از پراکسیداسیون لیپیدها، پروتئین‌ها و DNA نقش مهمی داشته باشد.CoQ10 می‌تواند به‌صورت مداوم توسط سیستم‌های داخل سلولی احیاء شود. نقش مهم دیگری که CoQ10 در بدن بر عهده دارد نقش آنتی‌اکسیدانی آن است که باعث حفاظت سلول‌ها از اکسیداسیون القایی توسط رادیکال‌های آزاد میشود (4, 14).
در برخی روندهای پاتولوژیک وقتی میزان CoQ10 درون‌زاد کاهش پیدا می‌کند (به دلیل خاصیت پاک‌کنندگی رادیکال‌های آزاد CoQ10 به‌طور مداوم در بدن مصرف میشود)، استفاده از مکمل CoQ10 می‌تواند در بهبود اختلال مؤثر باشد. به دلیل اینکه تولید و تحرک اسپرم یک روند وابسته به انرژی است، کاهش CoQ10 ناشی از عوامل محیطی ازجمله مسمومیت با فلزات سنگین، می‌تواند یکی از فاکتورهای مؤثر در ناباروری مردانه باشد (15).
مطالعه حاضر جهت ارزیابی میزان اثرات مخرب احتمالی آلومینیوم بر فاکتورهای مختلف اسپرم، میزان پراکسیداسیون لیپیدی، میزان آنتی‌اکسیدان کل سرم و میزان هورمون‌های جنسی طراحی گردیده است. در این مطالعه اثر حمایتی کوآنزیم Q10 به‌عنوان تنها آنتی‌اکسیدان محلول در چربی آندوژن شناخته‌شده و همچنین به‌عنوان ناقل الکترون در زنجیره تولید انرژی (مسیرهای احتمالی که توسط آلومینیوم مختل می‌گردند) مورد ارزیابی قرار می‌گیرد.
مواد و روش کار
در این مطالعه تجربی بر اساس مطالعات پایلوت و مطالعات قبلی 35 سر رت نر نژاد ویستار با میانگین وزن 230 الی 270 گرم و سن 14 هفته از موسسه رازی تهیه شد. این پژوهش بر اساس طرح مصوبه شماره 2010-94 دانشگاه آزاد اسلامی شهرضا انجام‌شده و در تمامی مراحل اصول اخلاقی کار با حیوانات آزمایشگاهی رعایت شده است. همه موش‌ها به مدت یک هفته در شرایط آزمایشگاهی یکسان و کنترل‌شده (دمای 25 درجه سانتی‌گراد، رطوبت 70-40درصد و چرخه تاریکی/روشنایی 12 ساعت/12 ساعت) قرار داده شدند تا آداپتاسیون حیوانات با محیط صورت گیرد و پس‌ازآن به‌صورت تصادفی به 5 گروه هفت‌تایی به شرح زیر تقسیم شدند.
1- گروه اول (گروه کنترل):. در این گروه برای یکسان شدن شرایط تجویز داروها، نرمال سالین مطابق گروه‌های زیر تجویز شد.
2- گروه دوم (گروه Sham): این گروه کوآنزیم Q10 دریافت کردند. در این گروه کوآنزیم Q10 به‌صورت گاواژ و با دوز 20mg/kg به مدت 50 روز به موش‌ها تجویز شد.
3- گروه سوم (گروه مداخله با آلومینیوم کلراید (ALCL3): این گروه هم‌زمان توسط آلومینیوم کلراید تیمار شدند. در موش‌های این گروه آلومینیوم کلراید با دوز 40mg/kg bw,1/20 LD50 به‌صورت خوراکی و به مدت 70 روز تجویز شد(11, 12).
4- گروه چهارم (گروه درمان با دوز 10mg/kg day): این گروه نیز توسط آلومینیوم کلراید تیمار شدند، برای بررسی اثرات محافظتی کوآنزیم Q10 در مقابل آلومینیوم کلراید، پس از 20 روز از شروع تجویز آلومینیوم کلراید، روزانه 10mg/kg day به آن‌ها کوآنزیم Q10 نیز به‌صورت گاواژ با آن‌ها تجویز شد.
5- گروه پنجم (گروه درمان با دوز 20mg/kg/day): این گروه توسط آلومینیوم کلراید نیز تیمار شدند، برای بررسی اثرات محافظتی کوآنزیم Q10 در مقابل آلومینیوم کلراید، پس از 20 روز از شروع تجویز آلومینیوم کلراید، روزانه 20mg/kg day به آن‌ها کوآنزیم Q10 نیز به‌صورت گاواژ تجویز شد.
همه گروه‌ها در طول مطالعه، در شرایط آزمایشگاهی مشابه، ازنظر دما، طول مدت روشنایی و خاموشی، میزان آب و غذا قرار داشتند. در روز هفتادم موش‌ها به‌صورت تک‌به‌تک و بر اساس پروتکل‌های استاندارد و بین‌المللی کار با حیوانات توسط پنتوباربیتال سدیم (40mg/kg) بی‌هوش شده و محوطه شکمی آن‌ها باز شد. سپس توسط سرنگ گیج 25، خون از ورید اجوف تحتانی به‌صورت خیلی آرام گرفته شد. برای جدا کردن سرم آن‌ها از سانتریفیوژ مدل Hermle Z 230A استفاده شد بدین‌صورت که به دنبال خون‌گیری، نمونه‌ها داخل لوله‌های شیشه‌ای بدون ماده ضد انعقاد ریخته شد تا خون لخته شود سپس در دمای 4 درجه سانتی‌گراد و با دور 3000rpm به مدت 5 دقیقه سانتریفوژ شد و سرم آن‌ها برای آنالیزهای بعدی جدا شد. سرم جداشده برای آنالیزهای بعدی و انجام آزمایشات در دمای 80- درجه سانتی‌گراد نگهداری شد. پس از خون‌گیری از موش‌ها، بیضه‌ها و اپیدیدم وسمینال وزیکول آن‌ها خیلی سریع جداشده و توسط ترازوی دیجیتالی با صحت 0.1 میلی‌گرم توزین گردید. برای ارزیابی پارامترهای فیزیکی اسپرم بعد از بیهوشی اسپرم‌ها از دم اپیدیدیم با برش آن آزادشده و در داخل محیط (Hams F10) که حاوی آلبومین سرم گاوی 5/0درصد بود جمع‌آوری شدند. پس از 5 دقیقه انکوبه شدن در دمای 37 درجه سانتی‌گراد (با 5درصد دی‌اکسید کربن)، اسپرم‌های اپیدیدیم توسط متخصص امر به‌صورت ناآگاهانه و با استفاده از روش استاندارد هموسایتومتری شمارش‌شده و Motility آن‌ها توسط میکروسکوپ بررسی شد. برای این کار اسپرم‌ها در ده میدان دید بررسی شدند و نتیجه به‌صورت میانگین تحرک اسپرم بر طبق روش تعریف‌شده سازمان بهداشت جهانی گزارش شدند. تحرک کمی اسپرم (درصد تحرک اسپرماتوزاها) و تحرک کیفی اسپرم‌ها (درجه تحرک از صفر تا چهار) مشخص شد.
اندازه‌گیری میزان FSH، LH و تستوسترون توتال سرم:
غلظت هورمون‌های FSH و LH در سرم با استفاده از کیتهای رادیو ایمونواسی (RIA) (شرکت سازنده Isotop) حیوانی و بر طبق دستورالعمل شرکت سازنده اندازه‌گیری شد. حساسیت تشخیص این هورمون‌ها توسط کیت، در هر سنجش به ترتیب برای FSH و LH برابر با ng/mL2/0 و ng/mL14/0 به ترتیب برای FSH و LH بود. میزان تستوسترون توتال سرم با استفاده از کیت شرکت Beckman Coulter Company اندازه‌گیری شد. حساسیت تشخیص این هورمون توسط کیت، در هر سنجش برابر با 0.025 ng/ml بود.
اندازه‌گیری ظرفیت آنتی‌اکسیدانی توتال (TAC) و غلظت مالون دی آلدئید در سرم و بافت بیضه:
ظرفیت آنتی‌اکسیدانی توتال توسط کیت Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute, China سنجش شد. بر اساس این روش، سیستم دفاع آنتی‌اکسیدانی، که شامل آنتی‌اکسیدان‌های آنزیمی و غیر آنزیمی هستند، قادر به احیای Fe3+ به Fe2+ هستند. TAC با واکنش فنانترولین و Fe2+ و با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر در طول‌موج 520 نانومتر اندازه‌گیری شد. در دمای 37 درجه سانتی‌گراد، واحد TAC به‌صورت مقداری از آنتی‌اکسیدان‌های موردنیاز برای افزایش 01/0 جذب در یک میلی‌لیتر از سرم تعریف میشود. میزان و شدت آسیب را نیز با اندازه‌گیری اختصاصی مالون دی آلدئید بررسی کردیم. MDA به‌عنوان محصول نهایی پراکسیداسیون لیپیدی ایجاد میگردد. این ترکیب با تیوباربیتوریک اسید واکنش داده در محیط آزمایشی و تولید محصول رنگی می‌کند.
MDA با استفاده از TBA (تیوباربیتوریک اسید) در بافت بیضه هموژنیزه شده و نیز در سرم اندازه‌گیری شد. برای اندازه‌گیری MDA، ابتدا 3/0-2/0 گرم از بافت بیضه را در محلول 15 میلی مولار KCL سرد هموژنیزه کرده و سپس مدت 10 دقیقه با سرعت 3000 دور در دقیقه سانتریفیوژ کردیم. 5/0 میلی‌لیتر از محلول رویی را با 3 میلی‌لیتر از اسید فسفریک (V/V 1درصد) به‌خوبی مخلوط کرده و سپس 2 میلی‌لیتر تیوباربیتوریک اسید (6.7 g/l) به مخلوط اضافه کردیم. نمونه‌ها در حرارت 100 درجه سانتی‌گراد به مدت 45 دقیقه قرار گرفتند و سپس به‌سرعت سرد شدند. بعد از اضافه کردن 3 میلی‌لیتر n-بوتانول، نمونه‌ها به مدت 10 دقیقه با سرعت 3000 دور در دقیقه سانتریفوژ شدند. در آخر جذب نوری مایع رویی در 532 نانومتر اندازه‌گیری شد و بر اساس منحنی استاندارد نتایج آن محاسبه شد.
آنالیز آماری:
برای آنالیز داده‌ها از برنامه SPSS v.20 استفاده شد. برای آنالیز تست‌ها از روش آماری ANOVA و Tukey استفاده شد. تمام داده‌ها با سطح معنی‌داری 5درصد بیان شده‌اند.
یافته‌ها
نتایج بررسی خصوصیات اسپرم در گروه‌های مختلف:
نتایج حاصل از مطالعه اثر کوآنزیم Q10 بر خصوصیات اسپرم در رت‌های در معرض آلومینیوم کلراید به شکل خلاصه در جدول 1 آورده شده است. پس از هفتاد روز مطالعه و تیمار در پنج گروه ذکرشده مشخص شد که تعداد اسپرم‌ها به‌صورت معنی‌داری تحت تأثیر آلومینیوم کاهش پیدا کرده است (P<0/01) که تجویز کوآنزیم Q10 توانسته است باعث بهبودی این پارامتر گردد (P<0/001). مشابه این دیتا در خصوص تعداد اسپرم‌های زنده وجود دارد به‌نحوی‌که درصد اسپرم‌های زنده که در مواجهه با آلومینیوم کلراید بوده‌اند به شکل معنی‌داری (P<0/01) در مقایسه با گروه کنترل کاهش پیدا کرده است که دوز 10 میلی‌گرم تا حدودی (P<0/05) و دوز 20 میلی‌گرم از کوآنزیم Q10 به شکل کامل (P<0.001) باعث بهبودی این اختلال گردید. در مقایسه اسپرم‌های دارای تحرک نیز مشاهده شد که تجویز آلومینیوم کلراید علاوه بر اینکه میزان اسپرم‌های متحرک را به شکل معنی‌داری کاهش داده / گرید تحرک اسپرم‌ها را نیز کم کرده است (P<0/01) که تجویز کوآنزیم با دوز 20 میلی‌گرم باعث بهبود معنی‌دار هر دو پارامتر شده است (P<0/01).
درنهایت میزان اسپرم‌های غیرطبیعی اندازه‌گیری شد و مشخص گردید که موش‌هایی که در معرض آلومینیوم کلراید بوده‌اند میزان اسپرم‌های غیرطبیعی بسیار بالاتری نسبت به گروه کنترل داشته‌اند. (P<0/01) تجویز کوآنزیم Q10 با دوز 10 میلی‌گرم و 20 میلی‌گرم به‌صورت معنی‌داری باعث بهبود این پارامترها گردید (P<0/05), (p<0/001).
یکی از مشکلات مهم علم پزشکی علی‌الخصوص در بین زوجین جوان، مشکل ناباروری و کاهش باروری است. ناباروری به ناتوانی در بارداری بعد از 12 ماه رابطه جنسی محافظت نشده گفته میشود که حداقل در 10-15درصد زوج‌ها دیده میشود (1, 2). در حدود 30درصد از موارد ناباروری به علت مشکلات مردان است (3)و ازآنجایی‌که اختلالات تولید اسپرم سر دسته علل ناباروری مردان است اهمیت اصلاح این اختلالات برای کمک به باروری زوجین محرز میگردد. علل ناباروری در اغلب موارد در مردان ناشناخته (ایدیوپاتیک) است که این امر به دلیل شناخت محدود ما از مکانیسم‌های حاکم بر عملکرد بیضه‌ها و روند اسپرماتوژنز است (4).
بررسی و شناخت عوامل ایجادکننده ناباروری در آقایان و نحوه پیشگیری و درمان این اختلال، مساعدت به بیمارانی است که از ناباروری رنج می‌برند. از عوامل متعددی به‌عنوان پاتوژنز عقیمی مردانه یاد میشود که عوامل محیطی ازجمله مواجهه با سموم از مهم‌ترین علل می‌باشند (5, 6). این عوامل از طریق مداخله در فرایندهای تولیدمثل می‌توانند مسبب کاهش کیفیت و تعداد اسپرم شوند. همچنین مشخص شده است که این عوامل می‌توانند باعث کاهش وزن بافت اندام‌های جنسی شده و میزان ترشح هورمون‌های جنسی را تحت تأثیر قرار دهند که باعث عقیمی و سایر اختلالات تولیدمثلی وابسته به هورمون میشود. یکی از این عوامل محیطی که به نظر می‌رسد نقش مهمی در بروز ناباروری در مردان داشته باشد مسمومیت با آلومینیوم کلرید است(7) .
آلومینیوم فلزی است که در صنایع فلزی، نفت و پتروشیمی، ساخت ظروف و فویل‌های پخت‌وپز، کاغذ روغنی، جوهر چاپ، شیشه، سرامیک، عایق‌های الکتریکی، رنگ و لاک، آفت‌کش‌ها، شوینده‌ها، مواد آرایشی و بهداشتی، داروها، واکسن‌ها، و همچنین در تصفیه و تصفیه آب، تصفیه فاضلاب افزودنی‌های غذایی کاربرد وسیعی دارد. سالهای متمادی آلومینیوم به‌عنوان فلزی غیر سمی، غیرقابل جذب و بی‌ضرر شناخته می‌شد و به همین دلیل محدودیتی برای استفاده از آن و یا مقدار مورداستفاده از آن موجود نبود و به مقدار فراوان در زندگی روزمره مورداستفاده قرار می‌گرفت. ولیکن امروزه با در نظر گرفتن این مسئله که آلومینیوم به‌صورت بالقوه می‌تواند برای بدن سمی باشد و نیز اینکه افراد جوامع امروزی بسیار بیشتر در معرض این فلز قرار می‌گیرند شناخت اثرات سمی احتمالی و ارائه راهکاری برای مقابله با آن ضروری به نظر می‌رسد (8).
مطالعات زیادی در این مورد در حال اجرا است که ازجمله این مطالعات می‌توان به نقش آلومینیوم در پاتوژنز بیماری آلزایمر اشاره کرد (9). باوجود تناقضاتی در مورد نقش پاتولوژیک آلومینیوم در بیماری آلزایمر، اغلب مطالعات تجربی و مطالعات اپیدمیولوژیک بر نقش آن تأکید دارند. از موارد دیگر مسمومیت با آلومینیوم اثرات مخرب آن بر میزان باروری در جنس مذکر است. (10-12). مشخص شده است که آلومینیوم با ایجاد رادیکال‌های آزاد باعث القا آسیب به بافتهای بدن میشود.
با توجه به ارتباط اثبات‌شده آلومینیوم با تولید رادیکال‌های آزاد و استرس اکسیداتیو می‌توان این‌گونه استنباط نمود که القاء تولید رادیکال آزاد از سویی باعث آسیب سلولی و آسیب به ساختار DNA شده و از سویی دیگر باعث مصرف آنتی‌اکسیدان‌های بدن میشود (13). یکی از این آنتی‌اکسیدان‌ها که در چرخه تولید انرژی نقش مهمی دارد و در بافت‌هایی با رشد و تکثیر بالا بسیار ضروری است کوآنزیم Q10 است. کوآنزیم Q10 به‌عنوان یک از اجزای سیتوکرومی در غشای میتوکندری و واسط در چرخه تولید انرژی است که به‌عنوان تنها آنتی‌اکسیدان تولیدشده در بدن که محلول در چربی است در جلوگیری از پراکسیداسیون لیپیدها، پروتئین‌ها و DNA نقش مهمی داشته باشد.CoQ10 می‌تواند به‌صورت مداوم توسط سیستم‌های داخل سلولی احیاء شود. نقش مهم دیگری که CoQ10 در بدن بر عهده دارد نقش آنتی‌اکسیدانی آن است که باعث حفاظت سلول‌ها از اکسیداسیون القایی توسط رادیکال‌های آزاد میشود (4, 14).
در برخی روندهای پاتولوژیک وقتی میزان CoQ10 درون‌زاد کاهش پیدا می‌کند (به دلیل خاصیت پاک‌کنندگی رادیکال‌های آزاد CoQ10 به‌طور مداوم در بدن مصرف میشود)، استفاده از مکمل CoQ10 می‌تواند در بهبود اختلال مؤثر باشد. به دلیل اینکه تولید و تحرک اسپرم یک روند وابسته به انرژی است، کاهش CoQ10 ناشی از عوامل محیطی ازجمله مسمومیت با فلزات سنگین، می‌تواند یکی از فاکتورهای مؤثر در ناباروری مردانه باشد (15).
مطالعه حاضر جهت ارزیابی میزان اثرات مخرب احتمالی آلومینیوم بر فاکتورهای مختلف اسپرم، میزان پراکسیداسیون لیپیدی، میزان آنتی‌اکسیدان کل سرم و میزان هورمون‌های جنسی طراحی گردیده است. در این مطالعه اثر حمایتی کوآنزیم Q10 به‌عنوان تنها آنتی‌اکسیدان محلول در چربی آندوژن شناخته‌شده و همچنین به‌عنوان ناقل الکترون در زنجیره تولید انرژی (مسیرهای احتمالی که توسط آلومینیوم مختل می‌گردند) مورد ارزیابی قرار می‌گیرد.
مواد و روش کار
در این مطالعه تجربی بر اساس مطالعات پایلوت و مطالعات قبلی 35 سر رت نر نژاد ویستار با میانگین وزن 230 الی 270 گرم و سن 14 هفته از موسسه رازی تهیه شد. این پژوهش بر اساس طرح مصوبه شماره 2010-94 دانشگاه آزاد اسلامی شهرضا انجام‌شده و در تمامی مراحل اصول اخلاقی کار با حیوانات آزمایشگاهی رعایت شده است. همه موش‌ها به مدت یک هفته در شرایط آزمایشگاهی یکسان و کنترل‌شده (دمای 25 درجه سانتی‌گراد، رطوبت 70-40درصد و چرخه تاریکی/روشنایی 12 ساعت/12 ساعت) قرار داده شدند تا آداپتاسیون حیوانات با محیط صورت گیرد و پس‌ازآن به‌صورت تصادفی به 5 گروه هفت‌تایی به شرح زیر تقسیم شدند.
1- گروه اول (گروه کنترل):. در این گروه برای یکسان شدن شرایط تجویز داروها، نرمال سالین مطابق گروه‌های زیر تجویز شد.
2- گروه دوم (گروه Sham): این گروه کوآنزیم Q10 دریافت کردند. در این گروه کوآنزیم Q10 به‌صورت گاواژ و با دوز 20mg/kg به مدت 50 روز به موش‌ها تجویز شد.
3- گروه سوم (گروه مداخله با آلومینیوم کلراید (ALCL3): این گروه هم‌زمان توسط آلومینیوم کلراید تیمار شدند. در موش‌های این گروه آلومینیوم کلراید با دوز 40mg/kg bw,1/20 LD50 به‌صورت خوراکی و به مدت 70 روز تجویز شد(11, 12).
4- گروه چهارم (گروه درمان با دوز 10mg/kg day): این گروه نیز توسط آلومینیوم کلراید تیمار شدند، برای بررسی اثرات محافظتی کوآنزیم Q10 در مقابل آلومینیوم کلراید، پس از 20 روز از شروع تجویز آلومینیوم کلراید، روزانه 10mg/kg day به آن‌ها کوآنزیم Q10 نیز به‌صورت گاواژ با آن‌ها تجویز شد.
5- گروه پنجم (گروه درمان با دوز 20mg/kg/day): این گروه توسط آلومینیوم کلراید نیز تیمار شدند، برای بررسی اثرات محافظتی کوآنزیم Q10 در مقابل آلومینیوم کلراید، پس از 20 روز از شروع تجویز آلومینیوم کلراید، روزانه 20mg/kg day به آن‌ها کوآنزیم Q10 نیز به‌صورت گاواژ تجویز شد.
همه گروه‌ها در طول مطالعه، در شرایط آزمایشگاهی مشابه، ازنظر دما، طول مدت روشنایی و خاموشی، میزان آب و غذا قرار داشتند. در روز هفتادم موش‌ها به‌صورت تک‌به‌تک و بر اساس پروتکل‌های استاندارد و بین‌المللی کار با حیوانات توسط پنتوباربیتال سدیم (40mg/kg) بی‌هوش شده و محوطه شکمی آن‌ها باز شد. سپس توسط سرنگ گیج 25، خون از ورید اجوف تحتانی به‌صورت خیلی آرام گرفته شد. برای جدا کردن سرم آن‌ها از سانتریفیوژ مدل Hermle Z 230A استفاده شد بدین‌صورت که به دنبال خون‌گیری، نمونه‌ها داخل لوله‌های شیشه‌ای بدون ماده ضد انعقاد ریخته شد تا خون لخته شود سپس در دمای 4 درجه سانتی‌گراد و با دور 3000rpm به مدت 5 دقیقه سانتریفوژ شد و سرم آن‌ها برای آنالیزهای بعدی جدا شد. سرم جداشده برای آنالیزهای بعدی و انجام آزمایشات در دمای 80- درجه سانتی‌گراد نگهداری شد. پس از خون‌گیری از موش‌ها، بیضه‌ها و اپیدیدم وسمینال وزیکول آن‌ها خیلی سریع جداشده و توسط ترازوی دیجیتالی با صحت 0.1 میلی‌گرم توزین گردید. برای ارزیابی پارامترهای فیزیکی اسپرم بعد از بیهوشی اسپرم‌ها از دم اپیدیدیم با برش آن آزادشده و در داخل محیط (Hams F10) که حاوی آلبومین سرم گاوی 5/0درصد بود جمع‌آوری شدند. پس از 5 دقیقه انکوبه شدن در دمای 37 درجه سانتی‌گراد (با 5درصد دی‌اکسید کربن)، اسپرم‌های اپیدیدیم توسط متخصص امر به‌صورت ناآگاهانه و با استفاده از روش استاندارد هموسایتومتری شمارش‌شده و Motility آن‌ها توسط میکروسکوپ بررسی شد. برای این کار اسپرم‌ها در ده میدان دید بررسی شدند و نتیجه به‌صورت میانگین تحرک اسپرم بر طبق روش تعریف‌شده سازمان بهداشت جهانی گزارش شدند. تحرک کمی اسپرم (درصد تحرک اسپرماتوزاها) و تحرک کیفی اسپرم‌ها (درجه تحرک از صفر تا چهار) مشخص شد.
اندازه‌گیری میزان FSH، LH و تستوسترون توتال سرم:
غلظت هورمون‌های FSH و LH در سرم با استفاده از کیتهای رادیو ایمونواسی (RIA) (شرکت سازنده Isotop) حیوانی و بر طبق دستورالعمل شرکت سازنده اندازه‌گیری شد. حساسیت تشخیص این هورمون‌ها توسط کیت، در هر سنجش به ترتیب برای FSH و LH برابر با ng/mL2/0 و ng/mL14/0 به ترتیب برای FSH و LH بود. میزان تستوسترون توتال سرم با استفاده از کیت شرکت Beckman Coulter Company اندازه‌گیری شد. حساسیت تشخیص این هورمون توسط کیت، در هر سنجش برابر با 0.025 ng/ml بود.
اندازه‌گیری ظرفیت آنتی‌اکسیدانی توتال (TAC) و غلظت مالون دی آلدئید در سرم و بافت بیضه:
ظرفیت آنتی‌اکسیدانی توتال توسط کیت Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute, China سنجش شد. بر اساس این روش، سیستم دفاع آنتی‌اکسیدانی، که شامل آنتی‌اکسیدان‌های آنزیمی و غیر آنزیمی هستند، قادر به احیای Fe3+ به Fe2+ هستند. TAC با واکنش فنانترولین و Fe2+ و با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر در طول‌موج 520 نانومتر اندازه‌گیری شد. در دمای 37 درجه سانتی‌گراد، واحد TAC به‌صورت مقداری از آنتی‌اکسیدان‌های موردنیاز برای افزایش 01/0 جذب در یک میلی‌لیتر از سرم تعریف میشود. میزان و شدت آسیب را نیز با اندازه‌گیری اختصاصی مالون دی آلدئید بررسی کردیم. MDA به‌عنوان محصول نهایی پراکسیداسیون لیپیدی ایجاد میگردد. این ترکیب با تیوباربیتوریک اسید واکنش داده در محیط آزمایشی و تولید محصول رنگی می‌کند.
MDA با استفاده از TBA (تیوباربیتوریک اسید) در بافت بیضه هموژنیزه شده و نیز در سرم اندازه‌گیری شد. برای اندازه‌گیری MDA، ابتدا 3/0-2/0 گرم از بافت بیضه را در محلول 15 میلی مولار KCL سرد هموژنیزه کرده و سپس مدت 10 دقیقه با سرعت 3000 دور در دقیقه سانتریفیوژ کردیم. 5/0 میلی‌لیتر از محلول رویی را با 3 میلی‌لیتر از اسید فسفریک (V/V 1درصد) به‌خوبی مخلوط کرده و سپس 2 میلی‌لیتر تیوباربیتوریک اسید (6.7 g/l) به مخلوط اضافه کردیم. نمونه‌ها در حرارت 100 درجه سانتی‌گراد به مدت 45 دقیقه قرار گرفتند و سپس به‌سرعت سرد شدند. بعد از اضافه کردن 3 میلی‌لیتر n-بوتانول، نمونه‌ها به مدت 10 دقیقه با سرعت 3000 دور در دقیقه سانتریفوژ شدند. در آخر جذب نوری مایع رویی در 532 نانومتر اندازه‌گیری شد و بر اساس منحنی استاندارد نتایج آن محاسبه شد.
آنالیز آماری:
برای آنالیز داده‌ها از برنامه SPSS v.20 استفاده شد. برای آنالیز تست‌ها از روش آماری ANOVA و Tukey استفاده شد. تمام داده‌ها با سطح معنی‌داری 5درصد بیان شده‌اند.
یافته‌ها
نتایج بررسی خصوصیات اسپرم در گروه‌های مختلف:
نتایج حاصل از مطالعه اثر کوآنزیم Q10 بر خصوصیات اسپرم در رت‌های در معرض آلومینیوم کلراید به شکل خلاصه در جدول 1 آورده شده است. پس از هفتاد روز مطالعه و تیمار در پنج گروه ذکرشده مشخص شد که تعداد اسپرم‌ها به‌صورت معنی‌داری تحت تأثیر آلومینیوم کاهش پیدا کرده است (P<0/01) که تجویز کوآنزیم Q10 توانسته است باعث بهبودی این پارامتر گردد (P<0/001). مشابه این دیتا در خصوص تعداد اسپرم‌های زنده وجود دارد به‌نحوی‌که درصد اسپرم‌های زنده که در مواجهه با آلومینیوم کلراید بوده‌اند به شکل معنی‌داری (P<0/01) در مقایسه با گروه کنترل کاهش پیدا کرده است که دوز 10 میلی‌گرم تا حدودی (P<0/05) و دوز 20 میلی‌گرم از کوآنزیم Q10 به شکل کامل (P<0.001) باعث بهبودی این اختلال گردید. در مقایسه اسپرم‌های دارای تحرک نیز مشاهده شد که تجویز آلومینیوم کلراید علاوه بر اینکه میزان اسپرم‌های متحرک را به شکل معنی‌داری کاهش داده / گرید تحرک اسپرم‌ها را نیز کم کرده است (P<0/01) که تجویز کوآنزیم با دوز 20 میلی‌گرم باعث بهبود معنی‌دار هر دو پارامتر شده است (P<0/01).
درنهایت میزان اسپرم‌های غیرطبیعی اندازه‌گیری شد و مشخص گردید که موش‌هایی که در معرض آلومینیوم کلراید بوده‌اند میزان اسپرم‌های غیرطبیعی بسیار بالاتری نسبت به گروه کنترل داشته‌اند. (P<0/01) تجویز کوآنزیم Q10 با دوز 10 میلی‌گرم و 20 میلی‌گرم به‌صورت معنی‌داری باعث بهبود این پارامترها گردید (P<0/05), (p<0/001).
جدول (1): اثرات کوآنزیم Q10 بر خصوصیات اسپرم در موش‌های دریافت‌کننده آلومینیم کلراید در مقایسه با گروه کنترل. در هر گروه مقادیر میانگین ± انحراف معیار خصوصیات اسپرم از ارزیابی تعداد 7 نمونه محاسبه شده است. مقدار P کمتر از 05/0 به‌عنوان سطح معنی‌داری آماری در نظر گرفته شده است.
بررسی وزن بیضه‌ها، اپیدیدیم و وزیکول سمینال:
وزن بیضه‌ها، اپیدیدیم و وزیکول سمینال‌ها در 5 گروه اندازه‌گیری و نتایج حاصل از آن در جدول 2 آورده شده است. نتایج حاصل از این توزین حاکی از کاهش وزن در بافتهای مختلف در مواجهه با آلومینیوم کلراید است که این کاهش در اپیدیدیم معنی‌دار است (P<0.05). اگرچه تجویز کوآنزیم Q10 تاحدودی باعث افزایش وزن در بیضه گردید ولیکن در هیچ‌کدام این افزایش وزن معنی‌دار نیست
وزن بیضه‌ها، اپیدیدیم و وزیکول سمینال‌ها در 5 گروه اندازه‌گیری و نتایج حاصل از آن در جدول 2 آورده شده است. نتایج حاصل از این توزین حاکی از کاهش وزن در بافتهای مختلف در مواجهه با آلومینیوم کلراید است که این کاهش در اپیدیدیم معنی‌دار است (P<0.05). اگرچه تجویز کوآنزیم Q10 تاحدودی باعث افزایش وزن در بیضه گردید ولیکن در هیچ‌کدام این افزایش وزن معنی‌دار نیست
جدول (2): اثر کوآنزیم Q10 بر وزن بیضه، اپیدیدیم و وزیکول سمینال در موش‌های دریافت‌کننده آلومینیم کلراید در مقایسه با گروه کنترل. در هر گروه مقادیر میانگین ± انحراف معیار وزن بیضه، اپیدیدیم و وزیکول سمینال از ارزیابی تعداد 7 نمونه محاسبه شده است. مقدار P کمتر از 05/0 به‌عنوان سطح معنی‌داری آماری در نظر گرفته شده است.
بررسی میزان هورمون‌های جنسی:
نتایج حاصل از سنجش میزان هورمون‌های جنسی در گروه‌های مختلف تحت مطالعه در جدول 3 در زیرآورده شده است. نتایج حاصل از مواجهه موش‌های رت نر با آلومینیوم کلراید نشان می‌دهد که میزان تستوسترون و LH به شکل معنی‌داری (P<0/01, P<0/001) کاهش و میزان FSH به‌طور معنی‌داری (P<0/001) افزایش پیدا کرده است.
تجویز کوآنزیم Q10 با دوز 20 میلی‌گرم میزان باعث افزایش معنی‌داری در میزان تستوسترون (P<0/05) و LH (P<0/01) شده است و درعین‌حال باعث کاهش معنی‌دار (P<0/001) در میزان هورمون FSH شده است.
نتایج حاصل از سنجش میزان هورمون‌های جنسی در گروه‌های مختلف تحت مطالعه در جدول 3 در زیرآورده شده است. نتایج حاصل از مواجهه موش‌های رت نر با آلومینیوم کلراید نشان می‌دهد که میزان تستوسترون و LH به شکل معنی‌داری (P<0/01, P<0/001) کاهش و میزان FSH به‌طور معنی‌داری (P<0/001) افزایش پیدا کرده است.
تجویز کوآنزیم Q10 با دوز 20 میلی‌گرم میزان باعث افزایش معنی‌داری در میزان تستوسترون (P<0/05) و LH (P<0/01) شده است و درعین‌حال باعث کاهش معنی‌دار (P<0/001) در میزان هورمون FSH شده است.
جدول (3): اثر کوآنزیم Q10 بر هورمون‌های جنسی تستوسترون، FSH و LH در موش‌های دریافت‌کننده آلومینیم کلراید در مقایسه با گروه کنترل. در هر گروه مقادیر میانگین ± انحراف معیار میزان هورمون‌های جنسی از ارزیابی تعداد 7 نمونه محاسبه شده است. مقدار P کمتر از 05/0 به‌عنوان سطح معنی‌داری آماری در نظر گرفته شده است.
بررسی میزان توتال آنتی‌اکسیدان و مالون دی آلدهید در سرم و بافت بیضه:
نتایج حاصل از اندازه‌گیری میزان ظرفیت آنتی‌اکسیدانی سرم و میزان مالون دی آلدهید به‌عنوان شاخص پراکسیداسون اسیدهای چرب در جدول 4 به شکل خلاصه آورده شده است. نتایج حاصل از این مطالعه نشان می‌دهد که مواجهه با آلومینیوم کلراید در موش‌های رت باعث کاهش معنی‌داری در میزان ظرفیت آنتی اکسیداتنی سرم میشود (P<0.01) که تجویز دوز 20mg/kg از کو آنزیم Q10 می‌تواند آن را تا حدود گروه کنترل افزایش دهد ولیکن این افزایش ازلحاظ آماری معنی‌دار نیست.
میزان مالون دی آلدئید در سرم رت‌های دریافت‌کننده آلومینیوم کلراید به‌صورت معنی‌داری (P<0.01) بالاتر از میزان این ترکیب در سرم رت‌های گروه کنترل است ولیکن این افزایش معنی‌دار مالون دی آلدهید در بافت بیضه مشاهده نشد. تجویز کوآنزیم Q10 با دوز 20mg/kg می‌تواند باعث کاهش معنی‌دار در میزان مالون دی آلدهید سرم و بافت بیضه در مقایسه با گروه دریافت‌کننده آلومینیوم شده است (P<0/01).
جدول (4): اثر کوآنزیم Q10 بر میزان MDA سرم و بافت بیضه و ظرفیت آنتی‌اکسیدانی سرم در موش‌های دریافت‌کننده آلومینیم کلراید در مقایسه با گروه کنترل. در هر گروه مقادیر میانگین ± انحراف معیار میزان مالون دی آلدئید و ظرفیت آنتی‌اکسیدانی از سنجش تعداد 7 نمونه محاسبه شده است. مقدار P کمتر از 05/0 به‌عنوان سطح معنی‌داری آماری در نظر گرفته شده است.
بحث و نتیجه‌گیری
وجود جمعیت بالایی از زوج‌های نابارور این اختلال را به یک مشکل بهداشتی مهم در جوامع تبدیل کرده است. بخشی از این اختلال مربوط به ناباروری با منشأ مردانه است. عوامل تأثیرگذار بر ناباروری شامل ژنتیک، عوامل فیزیولوژیکی، سیگار و برخی عوامل محیطی نظیر آفت‌کش‌ها و مواد سمی می‌باشند. همراه این عوامل، مواجهه مداوم و روزانه با برخی ترکیبات نظیر آلومینیوم نیز یکی از مخاطرات موجود است که این مطالعه اثرات آسیب‌رسان آن بر سیسم تناسلی مردانه را نشان می‌دهد (11, 16). این مطالعه نشان داد که مواجهه با آلومینیوم به مدت 70 روز علاوه بر کاهش خصوصیات اسپرم نظیر تعداد، میزان اسپرم‌های زنده و متحرک و میزان تحرک و نیز اسپرم‌های غیرطبیعی باعث کاهش ظرفیت آنتی‌اکسیدانی سرم و افزایش میزان مالون دی آلدئید سرم شد. همچنین نشان داده شد که میزان هورمون‌های جنسی نیز دستخوش تغییراتی شده است. این نتایج هم‌راستا با نتایج مطالعات انسانی و حیوانی پیشین بوده که طی آن آلومینیوم کلراید باعث کاهش خصوصیات اسپرم شده و یکپارچگی آکروزم و غشای پلاسمایی را کاهش می‌دهد (10, 16-20).
دستگاه تناسلی مردانه و بخصوص اسپرماتوزوا و بیضه‌ها به دلیل دارا بودن اسیدهای چرب غیراشباع در ساختار غشای پلاسمایی و نیز محدود بودن ظرفیت آنتی‌اکسیدانی نسبت به رادیکال‌های آزاد و آسیب اکسیداتیو بسیار حساس می‌باشند(10). همچنین تولید رادیکال‌های آزاد در اسپرماتوزوا بسیار زیاد است که این امر در کنار یک عامل محیطی نظیر مواجهه با آلومینیوم کلراید باعث کاهش حرکت اسپرم و درنتیجه افزایش ریسک ناباروری مردانه میشود (11).
نتایج حاصل از این مطالعه همانند مطالعات پیشین صورت گرفته با آلومینیوم کلراید نشان داده شد که تولید رادیکال آزاد در بافت بیضه و میزان مالون دی الدیید در سرم و بافت بیضه افزایش و ظرفیت آنتی‌اکسیدانی کاهش پیدا کرد. در مطالعات قبلی از سیلیمارین، کرستین و برخی ترکیبات آنتی‌اکسیدان نظیر ویتامین C و E استفاده شده است (18-20). در این مطالعه اثرات محافظتی کوآنزیم Q10 ارزیابی گردید. اولویت و اهمیت کوآنزیم Q10 بر ترکیبات قبلی ذکرشده این است که این کوآنزیم از اجزای مهم مسیر فسفریلاسیون اکسیداتیو و تولید ATP و یک ترکیب با خاصیت آنتی‌اکسیدانی مهم است که باعث پایداری غشای سلولی نیز میشود که این خاصیت در بافت‌هایی که مدام در حال تکثیر است بسیار اهمیت دارد(4, 21) .
در مطالعه حاضر استفاده از کوآنزیم Q10 باعث بهبود پارامترهای اسپرم نظیر تعداد، درصد اسپرم‌های زنده و متحرک و افزایش میزان تحرک اسپرم‌ها و نیز کاهش میزان اسپرم‌های غیرطبیعی شد. کوآنزیم Q10 در قسمت میانه اسپرم قرارگرفته و با افزایش انرژی باعث افزایش تحرک اسپرم میشود. در مطالعات پیشین مشاهده شده بود که کاهش استرس اکسیداتیو با کاهش ایزوپروستان 8 که میزان آن در شرایط استرس اکسیداتیو بالا می‌رود و برخی آنزیم‌ها باعث بهبود خصوصیات اسپرم میشود. (22, 23) همچنین اثر کوآنزیم Q10 بر کاهش MDA (21)و نیز تأثیر آن بر کاهش MDA و افزایش آنتی‌اکسیدان‌های سرم در موش‌های نابارور نشان داده شده است (14). در این مطالعه مشاهده شد که مواجهه با آلومینیوم کلراید به شکل معنی‌داری باعث افزایش میزان مالون دی آلدیید سرم و کاهش معنی‌داری در میزان ظرفیت آنتی‌اکسیدانی سرم شد که این نتایج منطبق بر نتایج حاصل از بررسی خصوصیات اسپرم است. تجویز کوآنزیم Q10 با دوز 20mg/kg توانست به شکل معنی‌داری باعث کاهش میزان مالون دی آلدیید سرم و بافت بیضه و افزایش معنی‌داری در ظرفیت آنتی‌اکسیدانی سرم گردد. این ترکیب با ممانعت از آسیب استرس اکسیداتیو بر روی DNA و تخریب غشای پلاسمایی باعث افزایش درصد اسپرم‌های زنده و متحرک و کاهش اسپرم‌های غیرطبیعی میشود. مطالعات پیشین نیز نشان داده است که با افزایش Ubiquinonو Ubiquinol در مایع سمینال به دنبال تجویز Q10 میزان اسپرم‌های متحرک و تحرک آن‌ها افزایش می‌یابد(24). مطالعات دیگری نیز در خصوص تأثیر آلومینیوم بر کیفیت منی انسان به‌صورت محدود وجود دارد.Hovatta وDawson نشان دادند که ارتباط معنی‌داری بین میزان آلومینیوم موجود در پلاسمای منی با میزان تحرک اسپرم‌ها وجود دارد. ارتباطی این‌چنینی در نمونه‌های اسپرم انسانی در مواجهه با آلومینیوم، کادمیوم و سرب مشاهده شد که دراین‌بین اثرات آلومینیوم از همه بدتر بود (25). مطالعه‌ای که توسط Salvio و همکارانش در سال 2021 انجام گرفت (15) حاکی از بود که در اغلب مطالعات کوآنزیم Q10 به شکل مکمل درمانی توانسته باعث بهبودی پارامترهای اسپرمی شود. فقط در یک مطالعه که توسط Nadjarzadeh و همکاران در سال 2011 صورت پذیرفت تغییرات معنی‌داری در خصوصیات اسپرم مشاهده نشد ولیکن به دلیل مشاهده شواهد کافی مبنی بر کاهش واکنش‌های اکسیداتیو توصیه به مصرف این کوآنزیم در بخش نتیجه‌گیری مقاله ذکر شد (26).
نتایج حاصل از این مطالعه نشان می‌دهد که آلومینیوم کلراید می‌تواند اثرات آسیب‌رسان بر فرآیند باروری مردانه و تولید اسپرم داشته باشد. بخش از این مشکلات ناشی از تولید رادیکال‌های آزاد و استرس اکسیداتیو است که با کاهش میزان رادیکال‌های آزاد به دنبال مصرف کوآنزیم Q10 پارامترهای مختلف اسپرم تصحیح‌شده و هورمون‌های جنسی به حد متعادل می‌رسد. با عنایت به هزینه‌های بالای طرح‌های تجربی و نیز محدودیت‌های اخلاقی در مطالعات انسانی مطالعات بیشتر و مطالعه کلینیکال ضروری است.
تشکر و قدردانی
این مطالعه از پایان‌نامه دانشجویی کارشناسی ارشد سم‌شناسی دانشگاه آزاد واحد شهررضا استخراج گردیده لذا از حمایت معاونت پژوهشی آن دانشگاه تشکر و قدردانی میگردد.
حمایت مالی تحقیق:
از حمایت معاونت پژوهشی دانشگاه آزاد اسلامی و همچنین جناب آقای دکتر رضا وجدی تشکر و قدردانی میگردد.
تضاد منافع:
در ضمن هیچ‌کدام از نویسندگان این مقاله هیچ‌گونه تعارض منافعی برای انتشار این مقاله ندارند.
ملاحظات اخلاقی:
در انجام پژوهش تمامی اصول اخلاقی کار با حیوانات آزمایشگاهی بر طبق مصوبه 2010-94 دانشگاه آزاد اسلامی رعایت شده است.
وجود جمعیت بالایی از زوج‌های نابارور این اختلال را به یک مشکل بهداشتی مهم در جوامع تبدیل کرده است. بخشی از این اختلال مربوط به ناباروری با منشأ مردانه است. عوامل تأثیرگذار بر ناباروری شامل ژنتیک، عوامل فیزیولوژیکی، سیگار و برخی عوامل محیطی نظیر آفت‌کش‌ها و مواد سمی می‌باشند. همراه این عوامل، مواجهه مداوم و روزانه با برخی ترکیبات نظیر آلومینیوم نیز یکی از مخاطرات موجود است که این مطالعه اثرات آسیب‌رسان آن بر سیسم تناسلی مردانه را نشان می‌دهد (11, 16). این مطالعه نشان داد که مواجهه با آلومینیوم به مدت 70 روز علاوه بر کاهش خصوصیات اسپرم نظیر تعداد، میزان اسپرم‌های زنده و متحرک و میزان تحرک و نیز اسپرم‌های غیرطبیعی باعث کاهش ظرفیت آنتی‌اکسیدانی سرم و افزایش میزان مالون دی آلدئید سرم شد. همچنین نشان داده شد که میزان هورمون‌های جنسی نیز دستخوش تغییراتی شده است. این نتایج هم‌راستا با نتایج مطالعات انسانی و حیوانی پیشین بوده که طی آن آلومینیوم کلراید باعث کاهش خصوصیات اسپرم شده و یکپارچگی آکروزم و غشای پلاسمایی را کاهش می‌دهد (10, 16-20).
دستگاه تناسلی مردانه و بخصوص اسپرماتوزوا و بیضه‌ها به دلیل دارا بودن اسیدهای چرب غیراشباع در ساختار غشای پلاسمایی و نیز محدود بودن ظرفیت آنتی‌اکسیدانی نسبت به رادیکال‌های آزاد و آسیب اکسیداتیو بسیار حساس می‌باشند(10). همچنین تولید رادیکال‌های آزاد در اسپرماتوزوا بسیار زیاد است که این امر در کنار یک عامل محیطی نظیر مواجهه با آلومینیوم کلراید باعث کاهش حرکت اسپرم و درنتیجه افزایش ریسک ناباروری مردانه میشود (11).
نتایج حاصل از این مطالعه همانند مطالعات پیشین صورت گرفته با آلومینیوم کلراید نشان داده شد که تولید رادیکال آزاد در بافت بیضه و میزان مالون دی الدیید در سرم و بافت بیضه افزایش و ظرفیت آنتی‌اکسیدانی کاهش پیدا کرد. در مطالعات قبلی از سیلیمارین، کرستین و برخی ترکیبات آنتی‌اکسیدان نظیر ویتامین C و E استفاده شده است (18-20). در این مطالعه اثرات محافظتی کوآنزیم Q10 ارزیابی گردید. اولویت و اهمیت کوآنزیم Q10 بر ترکیبات قبلی ذکرشده این است که این کوآنزیم از اجزای مهم مسیر فسفریلاسیون اکسیداتیو و تولید ATP و یک ترکیب با خاصیت آنتی‌اکسیدانی مهم است که باعث پایداری غشای سلولی نیز میشود که این خاصیت در بافت‌هایی که مدام در حال تکثیر است بسیار اهمیت دارد(4, 21) .
در مطالعه حاضر استفاده از کوآنزیم Q10 باعث بهبود پارامترهای اسپرم نظیر تعداد، درصد اسپرم‌های زنده و متحرک و افزایش میزان تحرک اسپرم‌ها و نیز کاهش میزان اسپرم‌های غیرطبیعی شد. کوآنزیم Q10 در قسمت میانه اسپرم قرارگرفته و با افزایش انرژی باعث افزایش تحرک اسپرم میشود. در مطالعات پیشین مشاهده شده بود که کاهش استرس اکسیداتیو با کاهش ایزوپروستان 8 که میزان آن در شرایط استرس اکسیداتیو بالا می‌رود و برخی آنزیم‌ها باعث بهبود خصوصیات اسپرم میشود. (22, 23) همچنین اثر کوآنزیم Q10 بر کاهش MDA (21)و نیز تأثیر آن بر کاهش MDA و افزایش آنتی‌اکسیدان‌های سرم در موش‌های نابارور نشان داده شده است (14). در این مطالعه مشاهده شد که مواجهه با آلومینیوم کلراید به شکل معنی‌داری باعث افزایش میزان مالون دی آلدیید سرم و کاهش معنی‌داری در میزان ظرفیت آنتی‌اکسیدانی سرم شد که این نتایج منطبق بر نتایج حاصل از بررسی خصوصیات اسپرم است. تجویز کوآنزیم Q10 با دوز 20mg/kg توانست به شکل معنی‌داری باعث کاهش میزان مالون دی آلدیید سرم و بافت بیضه و افزایش معنی‌داری در ظرفیت آنتی‌اکسیدانی سرم گردد. این ترکیب با ممانعت از آسیب استرس اکسیداتیو بر روی DNA و تخریب غشای پلاسمایی باعث افزایش درصد اسپرم‌های زنده و متحرک و کاهش اسپرم‌های غیرطبیعی میشود. مطالعات پیشین نیز نشان داده است که با افزایش Ubiquinonو Ubiquinol در مایع سمینال به دنبال تجویز Q10 میزان اسپرم‌های متحرک و تحرک آن‌ها افزایش می‌یابد(24). مطالعات دیگری نیز در خصوص تأثیر آلومینیوم بر کیفیت منی انسان به‌صورت محدود وجود دارد.Hovatta وDawson نشان دادند که ارتباط معنی‌داری بین میزان آلومینیوم موجود در پلاسمای منی با میزان تحرک اسپرم‌ها وجود دارد. ارتباطی این‌چنینی در نمونه‌های اسپرم انسانی در مواجهه با آلومینیوم، کادمیوم و سرب مشاهده شد که دراین‌بین اثرات آلومینیوم از همه بدتر بود (25). مطالعه‌ای که توسط Salvio و همکارانش در سال 2021 انجام گرفت (15) حاکی از بود که در اغلب مطالعات کوآنزیم Q10 به شکل مکمل درمانی توانسته باعث بهبودی پارامترهای اسپرمی شود. فقط در یک مطالعه که توسط Nadjarzadeh و همکاران در سال 2011 صورت پذیرفت تغییرات معنی‌داری در خصوصیات اسپرم مشاهده نشد ولیکن به دلیل مشاهده شواهد کافی مبنی بر کاهش واکنش‌های اکسیداتیو توصیه به مصرف این کوآنزیم در بخش نتیجه‌گیری مقاله ذکر شد (26).
نتایج حاصل از این مطالعه نشان می‌دهد که آلومینیوم کلراید می‌تواند اثرات آسیب‌رسان بر فرآیند باروری مردانه و تولید اسپرم داشته باشد. بخش از این مشکلات ناشی از تولید رادیکال‌های آزاد و استرس اکسیداتیو است که با کاهش میزان رادیکال‌های آزاد به دنبال مصرف کوآنزیم Q10 پارامترهای مختلف اسپرم تصحیح‌شده و هورمون‌های جنسی به حد متعادل می‌رسد. با عنایت به هزینه‌های بالای طرح‌های تجربی و نیز محدودیت‌های اخلاقی در مطالعات انسانی مطالعات بیشتر و مطالعه کلینیکال ضروری است.
تشکر و قدردانی
این مطالعه از پایان‌نامه دانشجویی کارشناسی ارشد سم‌شناسی دانشگاه آزاد واحد شهررضا استخراج گردیده لذا از حمایت معاونت پژوهشی آن دانشگاه تشکر و قدردانی میگردد.
حمایت مالی تحقیق:
از حمایت معاونت پژوهشی دانشگاه آزاد اسلامی و همچنین جناب آقای دکتر رضا وجدی تشکر و قدردانی میگردد.
تضاد منافع:
در ضمن هیچ‌کدام از نویسندگان این مقاله هیچ‌گونه تعارض منافعی برای انتشار این مقاله ندارند.
ملاحظات اخلاقی:
در انجام پژوهش تمامی اصول اخلاقی کار با حیوانات آزمایشگاهی بر طبق مصوبه 2010-94 دانشگاه آزاد اسلامی رعایت شده است.
نوع مطالعه: پژوهشي(توصیفی- تحلیلی) |
موضوع مقاله:
فارماکولوژی
فهرست منابع
1. Khorrami A, Ghanbarzadeh S, Ziaee M, Arami S, Vajdi R, Garjani A. Dietary cholesterol and oxidised cholesterol: effects on sperm characteristics, antioxidant status and hormonal profile in rats. Andrologia 2015;47(3):310-7. [DOI:10.1111/and.12262] [PMID]
2. Najafi G, Hobbenaghi R. The effect of atrazine on sperm morphology, maturation, dna damage and sperm apoptosis, testestron levels and morphometric evaluation of seminiferous tubules in rat testes. Stud Med Sci 2018;29(2):143-58. [Google Scholar]
3. Barratt CL, Björndahl L, De Jonge CJ, Lamb DJ, Osorio Martini F, McLachlan R, Oates RD, van der Poel S, St John B, Sigman M, Sokol R. The diagnosis of male infertility: an analysis of the evidence to support the development of global WHO guidance-challenges and future research opportunities. Hum Reprod Update 2017;23(6):660-80. [DOI:10.1093/humupd/dmx021] [PMID] []
4. Ghanbarzadeh S, Garjani A, Ziaee M, Khorrami A. Effects of L-carnitine and coenzyme q10 on impaired spermatogenesis caused by isoproterenol in male rats. Drug Res 2013:449-53. [DOI:10.1055/s-0033-1361103] [PMID]
5. Delashoub M, Ziaee M, Khorrami A, Banan-Khojasteh SM. Comparison of the Effects of Clofibrate and Silafibrate on Sperm Parameters Quality and Sex Hormones in Male Rats. Urology J 2018;15(2). [Google Scholar]
6. Komijani M, Shaykh-Baygloo N, Ghasemi SM, Azad F. A systematic review on the role of infectious agents in female and male infertility. Stud Med Sci 2018;29(4):295-304. [Google Scholar]
7. Hamidi M, Ziaee M, Delashoub M, Marjani M, Karimitabar F, Khorami A, Ahmadi NA. The effects of essential oil of Lavandula angustifolia on sperm parameters quality and reproductive hormones in rats exposed to cadmium. J Reports Pharmaceutical Sci 2015;4(2):135-42. [DOI:10.4103/2322-1232.222580]
8. Igbokwe IO, Igwenagu E, Igbokwe NA. Aluminium toxicosis: a review of toxic actions and effects. Interdiscip Toxicol 2019;12(2):45. [DOI:10.2478/intox-2019-0007] [PMID] []
9. Exley C, Vickers T. Elevated brain aluminium and early onset Alzheimer's disease in an individual occupationally exposed to aluminium: a case report. J. Med. Case Rep 2014;8(1):1-3. [DOI:10.1186/1752-1947-8-41] [PMID] []
10. Martinez CS, Escobar AG, Uranga-Ocio JA, Pecanha FM, Vassallo DV, Exley C, Miguel M, Wiggers GA. Aluminum exposure for 60 days at human dietary levels impairs spermatogenesis and sperm quality in rats. Reprod Toxicol 2017;73:128-41. [DOI:10.1016/j.reprotox.2017.08.008] [PMID]
11. Odo RI, Uchendu CN, Okeke SE. Protective effects of Citrullus lanatus seed ethanol extract on aluminum chloride-induced testosterone, testicular and hematological changes in an experimental male rat model. Vet Res Forum 2021;12(1):7-13. [PMID]
12. Türk E, Ozan Tekeli I, Özkan H, Uyar A, Cellat M, Kuzu M, Yavas I, Alizadeh Yegani A, Yaman T, Güvenç M. The protective effect of esculetin against aluminium chloride‐induced reproductive toxicity in rats. Andrologia 2021;53(2):e13930. [DOI:10.1111/and.13930]
13. Nasresfahani A, Behdarvandiyan P, Tavalaee M, Shirazi G, Nasr-Esfahani MH. Assessment of sperm dna damage in men with asthenozoospermia. Studies in Medical Sciences. 2024;34(11):691-9. [DOI:10.61186/umj.34.5.259]
14. Ghanbarzadeh S, Garjani A, Ziaee M, Khorrami A. CoQ10 and L-carnitine attenuate the effect of high LDL and oxidized LDL on spermatogenesis in male rats. Drug Res 2013:510-5. [DOI:10.1055/s-0033-1361176] [PMID]
15. Salvio G, Cutini M, Ciarloni A, Giovannini L, Perrone M, Balercia G. Coenzyme Q10 and male infertility: a systematic review. Antioxidants 2021;10(6):874. [DOI:10.3390/antiox10060874] [PMID] []
16. Cheraghi E, Golkar A, Roshanaei K, Alani B. Aluminium-induced oxidative stress, apoptosis and alterations in testicular tissue and sperm quality in Wistar rats: ameliorative effects of curcumin. Int J Fertil Steril 2017;11(3):166. [Google Scholar]
17. Aghashahi M, Momeni HR, Darbandi N. Impact of aluminium toxicity on vital human sperm parameters-Protective effects of silymarin. Andrologia 2020;52(10):e13742. [DOI:10.1111/and.13742] [PMID]
18. Aghashahi M, Momeni HR, Darbandi N. Impact of aluminium toxicity on vital human sperm parameters-Protective effects of silymarin. Andrologia 2020;52(10):e13742. [DOI:10.1111/and.13742] [PMID]
19. Yousef MI, Kamel KI, El-Guendi MI, El-Demerdash FM. An in vitro study on reproductive toxicity of aluminium chloride on rabbit sperm: the protective role of some antioxidants. Toxicology 2007;239(3):213-23. [DOI:10.1016/j.tox.2007.07.011] [PMID]
20. Olanrewaju JA, Akinpade TG, Olatunji SY, Owolabi JO, Enya JI, Adelodun ST, Fabiyi SO, Desalu AB. Observable protective activities of quercetin on aluminum chloride-induced testicular toxicity in adult male Wistar rat. J Hum Reprod Sci 2021;14(2):113. [DOI:10.4103/jhrs.jhrs_190_20] [PMID] []
21. Liu HT, Huang YC, Cheng SB, Huang YT, Lin PT. Effects of coenzyme Q10 supplementation on antioxidant capacity and inflammation in hepatocellular carcinoma patients after surgery: a randomized, placebo-controlled trial. Nutr J 2015;15:1-9. [DOI:10.1186/s12937-016-0205-6] [PMID] []
22. Khosrowbeygi A, Zarghami N. Seminal plasma levels of free 8-isoprostane and its relationship with sperm quality parameters. Indian J Clin Biochem 2008;23:49-52. [DOI:10.1007/s12291-008-0012-8] [PMID] []
23. Abbasi S, Azin S, Fani M, Soltani M, Abtahi-Eivary H, Moghimian M. The effect of Origanum vulgare on histological damage, oxidative stress and sperm parameters following induction of ischemia/reperfusion in adult testicular rat. Sci J Kurdistan Univ Med Sci 2022;27(2):1-4. [DOI:10.52547/sjku.27.2.1]
24. Thakur AS, Littarru GP, Funahashi I, Painkara US, Dange NS, Chauhan P. Effect of ubiquinol therapy on sperm parameters and serum testosterone levels in oligoasthenozoospermic infertile men. J Clin Diagn Res 2015;9(9):BC01. [DOI:10.7860/JCDR/2015/13617.6424] [PMID] []
25. Jamalan M, Ghaffari MA, Hoseinzadeh P, Hashemitabar M, Zeinali M. Human sperm quality and metal toxicants: protective effects of some flavonoids on male reproductive function. Int J Fertil Steril 2016;10(2):215. [PMID]
26. Nadjarzadeh A, Sadeghi MR, Amirjannati N, Vafa MR, Motevalian SA, Gohari MR, Akhondi MA, Yavari P, Shidfar F. Coenzyme Q 10 improves seminal oxidative defense but does not affect on semen parameters in idiopathic oligoasthenoteratozoospermia: A randomized double-blind, placebo controlled trial. J Endocrinol Investig 2011;34:e224-8. [Google Scholar]
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
