Erişkin erkek sıçanlarda lityum karbonat ile oluşturulan üreme toksisitesinde quercetinin koruyucu etkisinin araştırılması
Investigation of the protective effect of quercetin on lithium carbonate-induced reproductive toxicity in adult male rats
Yazar: FATMA MERT
Danışman: PROF. DR. OYA EVİRGEN
Ankara Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Histoloji ve Embriyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2024
Konu: Histoloji ve Embriyoloji = Histology and Embryology

Özet:
Lityum düşük yoğunluklu alkali bir metaldir.  Lityum bipolar bozukluk tedavisinde yaygın olarak kullanılmakta ve yıllar içerisinde farklı alternatifleri denenmiş olmasına rağmen hala altın standart tedavi olarak kabul edilmektedir. Ancak kronik kullanımda böbrek ve tiroid başta olmak üzere farklı doku ve sistemler üzerinde bir takım yan etkilere neden olmaktadır. Literatürde çeşitli dozlarda kısa ve uzun süreli lityum kullanımının, testis dokusunda hasara ve sperm parametrelerinde bozulmaya neden olarak üreme sistemi üzerinde toksik etkileri olduğu ve bu toksisitede oksidatif stresin etkili olabileceği bildirilmiştir. Quercetin ise antioksidan etkinliği bilinen bir flavonoiddir. Bu çalışmada ratlarda lityum karbonata bağlı gelişmesi beklenen üreme toksisitesi üzerinde quercetinin koruyucu etkisinin araştırılması amaçlanmıştır.
12 haftalık erkek Wistar rat (n=40) rastgele 4 gruba ayrıldı. Kontrol (K), lityum karbonat (LC) (45mg/kg/gün), quercetin (Q) (50 mg/kg/gün), lityum karbonat (45mg/kg/gün) + quercetin (LC+Q) (50 mg/kg/gün) grubu olmak üzere 4 grup belirlendi ve deney 35 gün olarak plandı. Deney sonunda hayvanlara yüksek doz anestezi ile ötenazi uygulandı ve sakrifiye edildi. İntrakardiyak kan alındı ve serum lityum düzeyi ile FSH, LH, total testosteron düzeyleri ölçüldü. Sağ ve sol testis ağırlıkları ölçüldü. Sol testis dokusunda oksidatif stres belirteç (malondialdehit düzeyi ve katalaz, süperoksit dismutaz, glutatyon peroksidaz, ksantin oksidaz enzim aktiviteleri) tayini yapıldı. Sağ testis dokusunda rutin doku takip prosedürü sonrası elde edilen parafin bloklardan hazırlanan preperatlar HE, PAS boyandı ve histolojik değerlendirme ile histomorfometrik ölçüm yapıldı. İmmunhistokimyasal olarak caspase-3 boyandı ve boyanma yoğunluğu ölçüldü. Epididimislerden elde edilen spermlerden sperm sayımı, canlılık oranı tayini ve sperm morfoloji değerlendirmesi yapıldı. 
Lityum grubunda kontrol grubuna göre sperm canlılık oranında azalma ve anormal sperm yüzdesinde ve kuyruk anomalisinde artış gözlendi. Lityum grubu caspase-3 boyanma yoğunluğu azalmıştı.  Testis dokusu MDA (malondialdehit) düzeyleri lityum grubunda kontrole göre artmışken, quercetin grubunda azalmıştı. Katalaz enzim aktivitesi ise lityum grubunda azalmıştı. Öte yandan quercetin grubunda da sperm canlılık oranının azalma ve anormal sperm yüzdesinde artış görüldü. Aynı zamandan quercetin grubunda testis ağırlığı, TAİ (testis ağırlık indeksi) ve Johnsen skorunda azalma izlendi.
Sonuçlarımız lityumun testis dokusunda oksidatif strese neden olduğunu ve bu durumun sperm parametrelerinde bozulmaya yol açtığını düşündürdü. Aynı zamanda lityumun testis dokusu üzerinde anti apoptotik etkisi olduğu düşünülmüştür. Quercetinin antioksidan etkinliği esnasında açığa çıkan metabolitlerinin prooksidan etkiye yol açtığı (quercetin parodoksu) bildirilmiştir. Quercetin verilen gruplarda gözlenen değişikliklerin quercetinin parodoks etkisiyle ilişkili olabileceği düşünüldü.
    
Anahtar Kelimeler: Lityum karbonat, Quercetin, Üreme toksisitesi, Wistar rat.

Abstract:
Lithium is a low-density alkali metal. It is commonly used in the treatment of bipolar disorder and is still considered the gold standard treatment despite the trial of various alternatives over the years. However, chronic use of lithium can lead to various side effects on different tissues and systems, including the kidneys and thyroid. In the literature, it has been reported that both short-term and long-term use of lithium at various doses can cause damage to testicular tissue and impair sperm parameters, exerting toxic effects on the reproductive system, with oxidative stress potentially playing a role. Quercetin is a flavonoid known for its antioxidant activity. This study aims to investigate the protective effect of quercetin on lithium carbonate-induced reproductive toxicity in rats. 
Forty 12-week-old male Wistar rats were randomly divided into four groups: Control (C), lithium carbonate (LC) (45mg/kg/day), quercetin (Q) (50 mg/kg/day), and lithium carbonate (45mg/kg/day) + quercetin (LC+Q) (50 mg/kg/day). The experiment was planned for 35 days. At the end of the experiment, animals were euthanized with high-dose anesthesia and sacrificed. Intracardiac blood samples were taken, and serum lithium levels, as well as FSH, LH, and total testosterone levels, were measured. The weights of the right and left testes were measured. Oxidative stress markers (malondialdehyde levels and activities of catalase, superoxide dismutase, glutathione peroxidase, and xanthine oxidase enzymes) were determined in the left testicular tissue. Preparations prepared from paraffin blocks obtained after the routine tissue tracking procedure in the right testicular tissue were stained with HE and PAS, and histological evaluation and histomorphometric measurements were performed. Immunohistochemical staining for caspase-3 was performed and staining intensity was measured. Sperm count, viability, and morphology evaluation were performed on sperm obtained from the epididymis.
In the lithium group, a decrease in sperm viability rate and an increase in the percentage of abnormal sperm and tail anomalies were observed compared to the control group. The intensity of caspase-3 staining decreased in the lithium group. The MDA (malondialdehyde) levels in testicular tissue were increased in the lithium group compared to the control, while they were decreased in the quercetin group. Catalase-3 immunoreactivity decreased in the lithium group. However, in the quercetin group, there was also a decrease in sperm viability rate and an increase in the percentage of abnormal sperm. Additionally, a decrease in testicular weight, testis weight index (TWI), and Johnsen score was observed in the quercetin group. 
Our results suggested that lithium causes oxidative stress in testicular tissue, which leads to impairment in sperm parameters, and that lithium may also have anti-apoptotic effects on testicular tissue. It has been reported that metabolites released during the antioxidant activity of quercetin may have pro-oxidant effects (quercetin paradox). The observed changes in the groups receiving quercetin were thought to be associated with the quercetin paradox effect. 

Keywords: Lithium carbonate, Quercetin, Reproductive toxicity, Wistar rat.