İnfertilite hastalarındaki klinik durumların (varikosel-azospermi) antioksidan ve inflamazom mekanizma üzerindeki etkilerinin araştırılması
Investigation of the effects of clinical conditions (varicocele-azoospermia) on antioxidant and inflammatory mechanism in infertility patients
Yazar: ESER ÖRDEK
Danışman: DOÇ. DR. BÜLENT KATI
Harran Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Üroloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2020
Konu: Üroloji = Urology
Dizin: Antioksidanlar = Antioxidants ; Azospermi = Azoospermia ; Kısırlık = Infertility ; Varikosel = Varicocele ; İnflamazom = Inflammasome ; İnterlökin 1 = Interleukin 1

Özet:
Giriş ve Amaç: Gebelikle ilgili herhangi bir koruma önlemi olmaksızın 1 yıl süreyle düzenli
cinsel ilişkiye rağmen çocuk sahibi olamayan çiftler için infertilite söz konusudur. Vücuttaki
antioksidanlar ve serbest oksijen radikalleri arasındaki dengesizlik sonucu ortaya çıkan oksidatif
stres, spermlere zarar vererek infertiliteye sebep olabilir. Varikoseli olan erkeklerde serum, testis ve
semende serbest oksijen radikalleri artışı olduğu bilinmektedir. İnflamazom, inflamasyon üretme
potansiyeli olan uyaranları tanıyan ve buna yanıt olarak proinflamatuar sitokinlerin üretimi ve
salgılanmasından sorumlu süreci yöneten bir protein kompleksidir. Farklı tipte inflamazom yapıları
bulunmakla birlikte son yıllarda tip 2 diyabet, insülin direnci ve obezite ile ilişkisi rapor edilen ana
inflamazom, NLRP3 (Nod-like receptor pyrin domain-containing 3) inflamazomudur. Bu çalışmada,
antioksidan mekanizmalarla birlikte, NLRP3 inflamazomu ve düzenleyici mekanizmalarının
infertilite etyolojisi ile bağlantısını araştırmayı hedefledik.
Metot: Bu çalışmaya üniversitemiz etik kurulu onayı ile Eylül 2019 - Temmuz 2020 tarihleri
arasında infertilite nedeniyle üroloji poliklinğimize başvuran 20-45 yaş arası erkek bireylerden
belirlenen 4 ayrı hasta grubunun kriterlerine uyan rastgele toplam 88 hasta dahil edildi. Erkek
hastalardan 21 gün ara ile 2 adet sperm numunesi alındı. Aynı şekilde çalışmaya dahil edilen
katılımcılardan NLRP3 (Pirin 3 alanı içeren NOD benzeri reseptör), IL-1 beta (İnterlökin-1 beta),
TAS (Total antioksidan seviye), TOS (Total oksidan seviye) ve OSİ (Oksidatif stres indeksi)
düzeyleri çalışılmak üzere venöz (antekübital ven) kan örnekleri alındı. Bu değerlendirmeler
sonucunda azospermi (-) / varikosel (-), azospermi (-) / varikosel (+), azospermi (+) / varikosel (-
), azospermi (+) / varikosel (+) tanıları olan, her biri 22 bireyden oluşan 4 ayrı çalışma grubu sırayla
Grup I, Grup II, Grup III ve Grup IV olarak adlandırıldı. Her hastanın serum ve sperm numunelerinde
NLRP3, IL1-beta, TAS, TOS ve OSİ değerleri çalışıldı ve elde edilen veriler gruplar arasında
karşılaştırıldı.
Bulgular: Çalışmaya dahil edilen hastaların herhangi kronik bir rahatsızlığı olmamakla
birlikte tümü evli ve infertil olup, hastaların yaş ortalamasında anlamlı bir fark yoktu. Hastaların
serum ve sperm parametrelerinden elde edilen veriler eşliğinde varikoseli ya da azospermisi olan
hasta gruplarında NLRP3, IL-1 beta, TAS, TOS ve OSI değerleri, hem varikoseli hem de azospermisi
olmayan hasta grubundan (p ˂ 0.05) anlamlı farklılık göstermiş olup daha yüksek saptandı. Oksidatif
stres belirteçleri olan TAS, TOS ve OSI değerlerinin azospermik olan ve olmayan varikoselli
hastalarda serum ve semen değerleri varikoseli ve azospermisi olmayan hastalara oranla her iki
grubunda (varikosel + (azosperimk/non-azospermik) daha anlamlı şekilde yüksek olduğunu
bulduk (p ˂ 0.05). NLRP3 inlamazomu serum ve semen değerleri azospermik ve varikoselli
hastalarda anlamlı olarak azospermiden bağımsız ve varikoseli olmayan hastalara oranla daha
yüksekti (p ˂ 0.05). Ancak azospermisi olmayan varikoselli hastalarda azospermiden bağımsız
varikoseli olmayan hastalara kıyasla anlamlı bir yükselme saptanmadı (p > 0.05).
Sonuç: Çalışmamızda IL-1β aracılı inflamatuvar yanıtların başlamasında görev alan
multiprotein kompleks yapısındaki NLRP3 inflamazomu ve bu molekülün erkek infertilitesi ile olan
ilişkisinin ele aldık. Elde ettiğimiz veriler ışığında incelediğimiz objektif parametrelerden serum ve sperm NLRP3, IL-1β, TAS, TOS ve OSI değerlerinin azospermi ve varikoseli olan infertil erkeklerde
anlamlı derecede yüksek olduğunu tespit ettik. Bu çerçevede, NLRP3 molekülü inflamatuvar ve
düzenleyici mekanizmalarda yeni potansiyel hedefleri temsil edebilir ve belki ileride infertilite
tedavisinde ek fayda sağlayabilir. Özellikle varikoseli olan hastalarda yükselmesi infertilite
tedavisinde varikoselektomi tedavisinin gerekliliğine karar verebilmek açısından ve verilen medikal
tedavilerle proinflamatuar ortamı azaltmak için inflamozom ve oksidan molekül takibiyle
düzenleyebilmek umut verici bir yaklaşım olacaktır.
Anahtar Kelimeler: İnfertilite, antioksidan, azospermi, varikosel, NLRP3, IL-1 beta.

Abstract:
Introduction and Purpose: Infertility is a matter of concern for couples who cannot have
children despite regular sexual intercourse for 1 year without any protection measures related to
pregnancy. Oxidative stress caused by the imbalance between antioxidants and free oxygen radicals
in the body can cause infertility by damaging the sperm. It is known that there is an increase in free
oxygen radicals in serum, testes and semen in men with varicocele. Inflammasome, is a protein
complex that recognizes stimuli that have the potential to produce inflammation, and governs the
process responsible for the production and secretion of pro-inflammatory cytokines in response.
Although there are different types of inflammasome structures, the main inflammasome, which has
been reported to be associated with type 2 diabetes, insulin resistance and obesity in recent years, is
NLRP3 (Nod-like receptor pyrin domain-containing 3). In this study, we aimed to investigate the
connection between antioxidant mechanisms and NLRP3 inflammasome and regulatory mechanisms
with the etiology of infertility.
Methods: A total of 88 randomly selected patients who met the criteria of 4 different patient
groups between the ages of 20-45 who applied to our urology outpatient clinic due to infertility
between September 2019 and July 2020 with the approval of the ethics committee of our university
were included in this study. 2 sperm specimens were taken from male patients every 21 days. In the
same way, venous blood (antecubital vein) samples were taken from the participants to study NLRP3
(Nod-like receptor pyrin domain-containing 3), IL-1 beta (Interleukin-1 beta), TAS (total antioxidant
status), TOS (Total oxidant status), and OSI (Oxıdatıve stress ındex) levels. As a result of these
evaluations, four separate study groups, each consisting of 22 individuals, with diagnoses of
azoospermia (-) / varicocele (-), azoospermia (-) / varicocele (+), azoospermia (+) / varicocele (-),
azoospermia (+) / varicocele (+) were formed. The groups formed were named as Group I, Group II,
XVIII
Group III and Group IV, respectively. NLRP3, IL1-beta, TAS, TOS and OSI values were studied in
serum and sperm samples of each patient and the obtained data were compared between the groups.
Findings: Although the patients included in the study did not have any chronic disease, they
were all married and infertile, and there was no significant difference in the mean age of the patients.
With the data obtained from the serum and sperm parameters of the patients, NLRP3, IL-1 beta, TAS,
TOS and OSI values in the patient groups with varicocele or azoospermia showed a significant
difference compared to the patient group without varicocele and azoospermia and were found higher
(p < 0.05). In addition, we found that the oxidative stress markers TAS, TOS and OSI values we
examined in infertile patients in our study were significantly higher in both groups (varicocele +
(azoosperimic / non-azoospermic)) in patients with and without azoospermic varicocele compared to
patients with varicocele and no azoospermia (p ˂ 0.05). Serum and semen values of NLRP3, one of
the main molecules of our study, were significantly higher in azoospermic and varicocele patients
compared to patients without azoospermia and without varicocele (p ˂ 0.05). However, no significant
increase was found in patients with varicocele without azoospermia compared to patients without
varicocele independent of azoospermia (p> 0.05).
Conclusions: In our study, we aimed to bring a new perspective to the inflammatory and
antioxidant hypothesis in the etiology of infertility and to bring up new possible treatment goals. In
this context, NLRP3 inflammasome, which is a multiprotein complex that plays a role in the initiation
of IL-1β mediated inflammatory responses, and its relationship with male infertility were discussed.
The quality of seminal fluid analysis may be reduced in inflammatory processes, particularly through
increased pro-inflammatory process, increased oxidative stress products at the supraphysiological
level, and pathological spermatogenesis. Effective fertility requires a fine balance between pro and
anti-inflammatory mediators. Therefore, an imbalance in the inflammatory response during
fertilization and spermiogenesis can lead to a process towards fertility failure. In the light of the data
we obtained from our study, we found that among the objective parameters we examined, serum and
sperm NLRP3, IL-1β, TAS, TOS and OSI values were significantly higher in infertile men with
azoospermia and varicocele. In this context, the NLRP3 molecule may represent new potential targets
in inflammatory and regulatory mechanisms and perhaps provide further benefit in future infertility
treatment. Therefore, targeting inflammasome and oxidant molecule formation to reduce the
proinflammatory environment would be a promising approach.
Keywords: Infertility, antioxidant, azoospermia, varicocele, NLRP3, IL-1 beta