اثر هورمون رشد بر بافت بیضه و ضرایب اسپرماتوژنز متعاقب تجویز متوترکسات در موش صحرایی
محورهای موضوعی : پژوهش های بالینی دام های بزرگ
کلید واژه: هورمون رشد, ضرایب اسپرماتوژنز, متوترکسات, موش صحـرایی,
چکیده مقاله :
متوترکسات جزو داروهایی است که در شیمی درمانی تومورهای مختلف و در درمان بیماری های التهابی کاربرد وسیعی دارد. مطالعات نشان داده‌اند که این دارو روی روند اسپرماتوژنز و اووژنز اثر مهاری داشته و باعث کاهش باروری و تغییرات بافتی مختلف در بیضه حیوانات آزمایشگاهی می‌شود. از طرف دیگر مشخص شده است که هورمون رشد دارای اثرات ترمیمی و التیام دهنده در بافت های مختلف بدن است. هدف از این مطالعه تعیین اثر هورمون رشد روی ضرایب اسپرماتوژنز متعاقب تجویز متوترکسات در بافت بیضه موش صحرایی بود. در این مطالعه تجربی، 80 سر موش صحرایی نر نژاد ویستار، به دو گروه کنترل (20=n) و شش گروه تحت مطالعه (60=n) تقسیم شدند. گروه تحت مطالعه اول و دوم به ترتیب 14 و 28 روز متوالی، هورمون رشد به میزان mg/kg3/0 از راه داخل صفاقی دریافت کردند. گروه تحت مطالعه سوم و چهارم به ترتیب 14 و 28 روز هر هفته یکبار، داروی متوترکسات با دوز mg/kg1 از راه داخل صفاقی دریافت نمودند. در گروه تحت مطالعه پنجم و ششم موشها به صورت توام از هر دو داروی متوترکسات و هورمون رشد به مدت 14 و 28 روز از راه داخل صفاقی دریافت کردند. دو گروه کنترل نیز مدت 14 و 28 روز سرم فیزیولوژی را از راه داخل صفاقی دریافت نمودند. بعد از گذشت زمان های ذکر شده نمونه بیضه اخذ گردیده و پس از تهیه مقاطع بافتی و رنگ آمیزی هماتوکسیلین- ائوزین، از لحاظ بافت شناسی و شاخص های اسپرماتوژنز شامل: ضریب تمایز لوله‌ای (TDI)، ضریب اسپرمیوژنز (SI) و ضریب بازسازی (RI) مطالعه شد. داده های بدست آمده با استفاده از آزمون آماری آنالیز واریانس یکطرفه مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج این مطالعه نشان داد که داروی متوترکسات دارای اثرات مخرب روی بافت بیضه و فرایند اسپرماتوژنز در گروه های تحت درمان با متوترکسات در مقایسه با گروه کنترل می باشد. همچنین نتایج مطالعات نشان داد که TDI، SI و RI در روز 14 بعد از تجویز متوترکسات کاهش غیر معنی دار و در روز 28 بعد از تجویز متوترکسات نسبت به گروه کنترل کاهش معنی دار (05/0p<) نشان می دهد. تجویز هورمون رشد به تنهایی اثر معنی دار بر شاخص های اسپرماتوژنز نداشت. در تجویز همزمان هورمون رشد و متوترکسات، هورمون رشد اثرات ترمیمی معنی دار (05/0p<) در بافت بیضه و ضرایب اسپرماتوژنز در مقایسه با گروه متوترکسات تنها، نشان داد. نتایج مطالعه نشان داد که تجویز متوترکسات باعث کاهش اسپرماتوژنز و شاخص های آن در بافت بیضه موش صحرایی می شود. این کاهش در مقدار TDI، SI و RI ممکن است از طریق کاهش تقسیم سلولی و اثرات سمی دارو باشد. همچنین هورمون رشد دارای اثرات ترمیمی در بافت بیضه حین درمان با متوترکسات بوده و سبب افزایش میزان باروری و ضرایب اسپرماتوژنز پس از شیمی درمانی با متوترکسات می شود. البته اثر این داروها در روند اسپرماتوژنز و ناباروری انسان نیاز به مطالعات بیشتر دارد.
Methotrexate (MTX) is a chemotherapeutic agent used for the treatment of a variety of tumors and inflammatory diseases. Methotrexate cause defective oogenesis and spermatogenesis, and impair fertility and different pathological changes on testis of laboratory animals. On the other hand, it had been shown that growth hormone (GH) had well-being and conciliation effects on different tissues. The aim of this study was to investigate the effect of growth hormone on spermatogenesis indexes of testis after methotrexate administration in rat. In this experimental study, the eighty male wistar rat were selected and randomly divided into eight groups; control (n=20) and treatment (n=60). First and second treatment groups were received 0.3mg/kg GH (IP) for 14 and 28 consequence days, respectively. Third and fourth treatment groups were received 1mg/kg MTX (IP) per week for 14 and 28 consequence days, respectively. Fifth and sixth treatment groups were received 1mg/kg MTX (IP) with 0.3mg/kg GH (IP) (MTX+GH) for 14 and 28 consequence days, respectively. However the first and second control groups just received normal saline (IP) for 14 and 28 consequence days, respectively. In 14th and 28th days, ten rats from each group were sacrificed and testis were sampled and section was provided, and was stained by H&E technique. Then, histologically and spermatogenesis indexes including: tubular differentiation index (TDI), spermiogenesis index (SI), and repopulation index (RI), were studied. Data were analyzed by ANOVA method. Results of the study showed that methotrexate had destructive effects on testis tissue and spermatogenesis in treatment groups compared with control groups. Also, results showed that in these groups TDI, RI and SI had non-significant decreased in 14th days, but in 28th days, TDI, RI and SI significantly decreased (p<0.05) compared with control groups. GH administration alone had non-significant effect on spermatogenesis indexes. In GH+MTX groups, GH caused significantly (p<0.05) amelioration effects on testis tissue and spermatogenesis indexes compared with MTX groups. Results of the study showed that methotrexate caused reduction of spermatogenesis and its indexes in rat testis tissue. This reduction of TDI, SI and RI amount may via the reducing of cell division and toxic effect of methotrexate. Also GH had amelioration effects on testis tissue and spermatogenesis indexes when it used simultaneously with methotrexate. Although the effect of methotrexate on spermatogenesis and fertilization in human needs to more investigation.
1- Badri, S.N., Vanithakumari, G. and Malini, T. (2000): Studies on methotrexate effects on testicular steroidogenesis in rats. Endocr Res, 26(2):247-62.
2- Castillo, C., Cruzado, M., Ariznavarreta, C., Gil-Loyzaga, P., Lahera, V., Cachofeiro, V. and Tresguerres, J.A. (2005): Effect of recombinant human growth hormone administration on body composition and vascular function and structure in old male Wistar rats. Biogerontology, 6(5):303-12.
3- Chen, S., Wang, H.T., Yang, B., Fu, Y.R. and Ou, Q.J. (2004): Protective effects of recombinant human growth hormone on cirrhotic rats. World J Gastroenterol, 10(19):2894-7.
4- Davies, J.S., Thompson, N.M., Christian, H.C., Pinilla, L., Ebling, F.J., Tena-Sempere, M. and Wells, T. (2006): Hypothalamic expression of human growth hormone induces post-pubertal hypergonadotrophism in male transgenic growth retarded rats. J Neuroendocrinol, 18(10):719-31.
5- Doyle, L.A., Berg, C., Bottino, G. and Chabner, B. (1983): Erythema and
desquamation after high-dose methotrexate. Ann Intern Med, 98(5 Pt 1):611-2.
6- Growth Hormone Research Society. (2000): Consensus guidelines for the diagnosis and treatment of growth hormone (GH) deficiency in childhood and adolescence: summary statement of the GH Research Society. J Clin Endocrinol Metab, 85(11):3988-9.
7- Johnson, F.E., Farr, S.A., Mawad, M. and Woo, Y.C. (1994): Testicular cytotoxicity of intravenous methotrexate in rats. J Surg Oncol, 55(3):175-8.
8- Katzung, B.G. (2004): Basic and clinical pharmacology. Ninth edition, The McGraw-Hill Companies, USA. Pp: 605-10, 907-8, 923-8.
9- Krakower, G.R. and Kamen, B.A. (1983): In situ methotrexate polyglutamate formation in rat tissues. J Pharmacol Exp Ther, 227(3):633-8.
10- Low, J.F., Herndon, D.N. and Barrow, R.E. (1999): Effect of growth hormone on growth delay in burned children: a 3-year follow-up study. Lancet, 354(9192):1789.
11- Meistrich, M.L., Wilson, G., Porter, K.L., Huhtaniemi, I., Shetty, G. and Shuttlesworth, G.A. (2003): Restoration of spermatogenesis in dibromochloropropane (DBCP)-treated rats by hormone suppression. Toxicol Sci, 76(2):418-26.
12- Ovesen, P.G., Jørgensen, J.O., Ingerslev, J., Orskov, H. and Christiansen, J.S. (1998): Growth hormone treatment of men with reduced sperm quality. Ugeskr Laeger, 160(2):176-80.
13- Rang, H.P., Dale, M.M., Ritter, J.M. and Moore, P.K. (2003): Pharmacology. Fifth edition, Churchill Livingstone. Pp: 405-7, 701-2.
14- Riccardi, R., Vigersky, R.A., Barnes, S., Bleyer, W.A. and Poplack, D.G. (1982): Methotrexate levels in the interstitial space and seminiferous tubule of rat testis. Cancer Res, 42(5):1617-9.
15- Russell, L.D. and Russell, J.A. (1991): Short-term morphological response of the rat testis to administration of five chemotherapeutic agents. Am J Anat, 192(2):142-68.
16- Sakrak, O., Akpinar, M., Bedirli, A., Akyurek, N. and Aritas, Y. (2003): Short and long-term effects of bacterial translocation due to obstructive jaundice on liver damage. Hepatogastroenterology, 50(53):1542-6.
17- Satoh, K., Ohyama, K., Nakagomi, Y., Ohta, M., Shimura, Y., Sano, T., Ishikawa, H., Amemiya, S. and Nakazawa, S. (2002): Effects of growth hormone on testicular dysfunction induced by cyclophosphamide (CP) in GH-deficient rats. Endocr J, 49(6):611-9.
18- Saxena, A.K., Dhungel, S., Bhattacharya, S., Jha, C.B. and Srivastava, A.K. (2004): Effect of chronic low dose of methotrexate on cellular proliferation during spermatogenesis in rats. Arch Androl, 50(1):33-5.
19- Schambelan, M., Mulligan, K., Grunfeld, C., Daar, E.S., LaMarca, A., Kotler, D.P., Wang, J., Bozzette, S.A. and Breitmeyer, J.B. (1996): Recombinant human growth hormone in patients with HIV-associated wasting. A randomized, placebo-controlled trial. Serostim Study Group. Ann Intern Med, 125(11):873-82.
20- Shetty, G., Wilson, G., Huhtaniemi, I., Shuttlesworth, G.A., Reissmann, T. and Meistrich, M.L. (2000): Gonadotropin-releasing hormone analogs stimulate and testosterone inhibits the recovery of spermatogenesis in irradiated rats. Endocrinology, 141(5):1735-45.
21- Shoham, Z., Conway, G.S., Ostergaard, H., Lahlou, N., Bouchard, P. and Jacobs, H.S. (1992): Cotreatment with growth hormone for induction of spermatogenesis in patients with hypogonadotropic hypogonadism. Fertil Steril, 57(5):1044-51.
22- Takala, J., Ruokonen, E., Webster, N.R., Nielsen, M.S., Zandstra, D.F., Vundelinckx, G. and Hinds, C.J. (1999): Increased mortality associated with growth hormone treatment in critically ill adults. N Engl J Med, 341(11):785-92.
23- Tomoda, R., Seto, M., Hioki, Y., Sonoda, J., Matsumine, A., Kusuzaki, K. and Uchida, A. (2005): Low-dose methotrexate inhibits lung metastasis and lengthens survival in rat osteosarcoma. Clin Exp Metastasis, 22(7):559-64.
24- Waters, D., Danska, J., Hardy, K., Koster, F., Qualls, C., Nickell, D., Nightingale, S., Gesundheit, N., Watson, D. and Schade, D. (1996): Recombinant human growth hormone, insulin-like growth factor 1, and combination therapy in AIDS-associated wasting. A randomized, double-blind, placebo-controlled trial. Ann Intern Med, 125(11):932-4.
25- Yilmaz, B., Kutlu, S., Canpolat, S., Sandal, S., Ayar, A., Mogulkoc, R. and Kelestimur, H. (2001): Effects of paint thinner exposure on serum LH, FSH and testosterone levels and hypothalamic catecholamine contents in the male rat. Biol Pharm Bull, 24(2):163-6.
26- Yoshimura, Y., Nakamura, Y., Koyama, N., Iwashita, M., Adachi, T. and Takeda, Y. (1993): Effects of growth hormone on follicle growth, oocyte maturation, and ovarian steroidogenesis. Fertil Steril, 59(4):917-23.
_||_