Biochemie und analytische Biochemie

Abstrakt

Bio America 2016: Molekulares Profiling der Hoden bei mit Arsen induzierten Mäusen – Akhileshwari Nath – SS Hospital and Research Institute

Akhileshwari Nath, JK Singh, Priyanka, Aseem Kumar Anshu, Sacchidanand Behera und Chandan Kumar Singh

Arsen ist ein starkes Umweltgift und beeinflusst biologische Systeme über die Nahrungskette, was zu Toxizität führt und verschiedene Signalwege stört, wodurch das Immunsystem unterdrückt und schließlich verschiedene Krankheiten verursacht werden. In einer früheren Studie wurden umfangreiche Untersuchungen in Arsen-betroffenen Gebieten durchgeführt und Trinkwasser- und Blutproben gesammelt. Gewebeproben wurden von Krebspatienten im SS Hospital and Research Institute gesammelt. Nach der Bestätigung eines signifikant hohen Arsengehalts in Trinkwasser, Blut- und Gewebeproben wurde die vorliegende Studie durchgeführt. Die vorliegende Studie wurde durchgeführt, um die Wirkung von Arsen in Hodenzellen in Mäusemodellen und seine Wirkung auf die Genexpression in Hoden zu untersuchen. Schweizer Albinomäusen wurde Natriumarsenit in einer Dosierung von 2 mg/kg Körpergewicht für verschiedene Zeiträume verabreicht. Die Schätzung des Arsengehalts erfolgte mit einem Atomabsorptionsspektrophotometer. Der TUNEL-Test wurde durchgeführt, um die DNA-Schäden zu beobachten, und eine Mikroarray-Analyse wurde durchgeführt, um das mRNA-Expressionsprofil in Mäusemodellen zu beobachten, denen Natriumarsenit verabreicht wurde. In den Hoden von Schweizer Albinomäusen wurde eine hohe Ansammlung von Arsen festgestellt. In mit Arsen behandelten Hodenzellen von Schweizer Albinomäusen wurden erhebliche DNA-Schäden festgestellt. Darüber hinaus zeigt die mRNA einiger Gene eine veränderte Expression. Aus der vorliegenden Studie kann geschlossen werden, dass Arsen die Hodenzellen beeinflusst, was zu DNA-Schäden und einer veränderten Genexpression der Hoden führt. Unsere Ergebnisse legen also nahe, dass Mäuse mit hoher Arsenansammlung eine veränderte Genexpression aufweisen. Die Wirkung von Arsen auf das Hodengewebe von Schweizer Albinomäusen wurde untersucht. Einzelnen Mäusen wurde 30, 45 und 60 Tage lang Natrium-Meta-Arsenit (NaAsO2) (25 ± 30 g) in einer Dosierung von 30 mg/l und 40 mg/l über die Wasseraufnahme verabreicht. Nach der Behandlung wurde das Hodenorgan entnommen, gewogen und zur histopathologischen Untersuchung aufbereitet. Die Ergebnisse zeigten, dass mit Arsen behandelte Mäuse dosisabhängig langsame Reduktionen des Durchmessers der Samenröhren und diverser gametogener Zellpopulationen aufwiesen, d. h. ruhende Spermatozyten, Pachytänsspermatozyten und S-7-Spermatiden außer Spermatogonien. Die Leydig-Zellatrophie wurde dosisabhängig stark ausgedehnt, was auf eine spezifische Wirkung von Arsen auf die Spermatogenese bei Mäusen hindeutet. Diese Beobachtungen wurden durch eine langsame Reduktion der Leydig-Zellpopulation in den oben behandelten Einrichtungen unterstützt. Letztendlich bestätigen die oben genannten Wirkungen die toxische Wirkung von Arsen in den Hoden von Mäusen. Arsen ist aufgrund natürlicher und anthropogener Vorkommen in der Umwelt enorm. Die Aufnahme von kontaminiertem Trinkwasser ist der Hauptweg für die Exposition des Menschen gegenüber Arsen. Arsenexposition verursacht sowohl akute als auch chronische Toxizität beim Menschen. Die Exposition des Menschen gegenüber Arsen ist mit schweren Gesundheitsproblemen verbunden, darunter Hautkrebs, Diabetes, Leber-, Nieren- und ZNS-Probleme. Es verursacht auch viele andere toxische Folgen.Die Auswirkungen von Arsen auf die männliche Fortpflanzung wurden zuerst an Mäusen und dann an Fischen untersucht. Arsenexposition bei Versuchsratten hat sich als Ursache für steroidogene Störungen erwiesen, die zu einer Beeinträchtigung der Spermatogenese führen. Einige aktuelle Untersuchungen haben gezeigt, dass Arsen im Trinkwasser mit oxidativem Stress und Genotoxizität im Hodengewebe von Mäusen in Zusammenhang steht. Neuere Studien deuten jedoch darauf hin, dass Arsen Hodentoxizität verursacht, wahrscheinlich durch Beeinträchtigung der Hypophysen-Hoden-Achse. Die dosis- und dauerabhängige Wirkung von Natriumarsenit im Trinkwasser auf das Hodengewebe von Mäusen ist jedoch nicht gut belegt. Aus diesem Grund war das Ziel der vorliegenden Studie, die Auswirkungen von 30 oder 40 mg/l Natriumarsenit im Trinkwasser über 30, 45 und 60 Tage auf die Histologie und Spermatogenese der Hoden von Mäusen zu untersuchen. Arsen gilt als giftiger Stahl, der sich auf die menschliche Gesundheit auswirkt. Mehrere Personen haben systemische Erkrankungen festgestellt, aber männliche Reproduktionstests in Bezug auf Arsentoxizität sind selten. Frühere Studien zeigten, dass Schwermetalle wie Blei, Quecksilber und Chrom zytotoxische Auswirkungen auf die männliche Reproduktionsfunktion haben. Die Arsenexposition bei Schweizer Mäusen reduzierte in den vorliegenden Beobachtungen das Hodengewicht im Vergleich zur Kontrolle schrittweise, was auf eine zelluläre Regression des Hodengewebes hindeutet. Diese Aussage steht im Einklang mit der früheren Feststellung von Pant et al. 2004. Die Hodenhistologie in dieser Studie zeigte eine übermäßige Zellschädigung in den spermatogenen Zellen. Darüber hinaus deutete das Auftreten eosinophiler mehrkerniger großer Zellen im Samenkanälchen in einer besser kontrollierten Organisation auf eine zelluläre Degeneration hin. Eine vollständige, langsame, dosisbasierte Regression wurde bei der Anzahl ruhender Spermatozyten, Pachytän und runder Spermatiden bei 30 und 40 mg/l über einen Zeitraum von 60 Tagen festgestellt, während es keine signifikante Abnahme der Anzahl der Spermatogonien gab. Diese Ergebnisse dienen als Zeichen dafür, dass die Reifung der Spermatogonien während des Meioseprozesses nach Arsenexposition erheblich gestört wurde. Die obige Beobachtung steht im Einklang mit den aktuellen Ergebnissen von Omura et al. 2000. In den Hoden von mit Arsen behandelten Mäusen wurde eine Degeneration interstitieller (Leydig-)Zellen festgestellt. Darüber hinaus nahm die Population der Leydig-Zellen bei beiden Dosierungen über einen Zeitraum von 60 Tagen stark ab. Der Durchmesser der Kerne der Leydig-Zellen nahm bei beiden Dosierungen über 30 Tage signifikant zu, was durch eine langsame Verringerung des Durchmessers der Leydig-Zellen nach 45 und 60 Tagen beobachtet wurde. Trotz eines Testosterontests in dieser Studie kann vermutet werden, dass die Degeneration der Leydig-Zellen mit enormer Verringerung der Leydig-Zellenpopulation wahrscheinlich zu einer verringerten Testosteronsynthese geführt hat, was wiederum den Prozess der Spermatogenese stört. Die exogene Arsenbelastung kann außerdem einen chemischen Druck auf die Zellfunktion ausüben.Das anfängliche Wachstum des Durchmessers der Leydig-Zellen kann ein besserer Hinweis darauf sein, die durch Metall hervorgerufene Belastung zu übernehmen. Aufgrund der ununterbrochenen Belastung kann jedoch die Zellerschöpfung eine Folge der Atrophie der Leydig-Zellen sein.