Bilateral testis torsiyon modeli oluşturulmuş ratlarda hesperidinin endoplazmik retikulum stresi, total oksidan ve antioksidan durum, steroid hormon sentezi ve germ hücre apoptozu üzerine olan etkilerinin araştırılması
The effects of hesperidine on endoplasmic reticulum stress, total oxidant and antioxidant status, steroid hormone synthesis and germ cell apoptosis in rats with bilateral testicular torsion model
Yazar: ÖZDEN KOKURCAN
Danışman: PROF. DR. ERDİNÇ DEVRİM
Ankara Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Tıbbi Biyokimya Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2024
Konu: Biyokimya = Biochemistry

Özet:
Amaç: Testisin çevre dokuya yeterli bağlanamaması sonrası  kendi etrafında dönmesi sonucu oluşan  testis torsiyonu ve yapılan detorsiyon işlemi testis dokusuna sebep olduğu iskemi/ reperfüzyon (I/R) hasarı nedeniyle  zarar vermektedir. Endoplazmik retikulum (ER), hücre içi protein homeostazisinin sürdürülmesinde görev yapan çok önemli bir hücresel organeldir ve oksidatif stres, iskemi/ reperfüzyon (I/R) hasarı gibi patolojik durumlarda  "ER stresi" adı verilen bir tepkiye neden olmaktadır. Bu strese bağlı olarak hücrelerde apoptoz  gerçekleşmektedir, bu da germ hücre kaybına ve infertiliteye gidebilen sonuçlara neden olmaktadır. Bu çalışmada son dönemlerde çeşitli çalışmalarda antiinflamatuar, antioksidan ve antikanser etkileri ile öne çıkan ve ER stresini azalttığı gösterilen flavonoid ailesine dahil olan hesperidinin  testis torsiyonu ve detorsiyonu durumunda oksidatif stres, ER stresi, steroid hormon sentezi ve germ hücre apoptozu üzerine olan olası koruyucu etkilerinin araştırılması amaçlanmıştır.
Gereç ve Yöntem: Çalışmada 36 adet Wistar-Albino cinsi erkek rat (12 haftalık) randomize kullanılmıştır. 4 farklı grup oluşturulmuştur. Ratlar grup I (kontrol grubu), grup II (torsiyon/detorsiyon grubu), grup III (hesperidin grubu) ve grup IV (torsiyon/detorsiyon ve hesperidin gruplarına) randomize edilmiştir. Grup I ve grup II dışındaki ratlara 7 gün boyunca günde 1 kez oral yoldan hesperidin verilmiştir. Çalışmanın 7. günü  Grup I ve grup III  haricindeki diğer gruptaki ratlara 7200 rotasyon yapılarak bilateral testis torsiyon modeli oluşturulmuştur. 4 saatlik torsiyon sonrası testisler detorsiyone edilmiş ve detorisyondan 4 saat sonra ratlara bilateral orşiektomi uygulanarak intrakardiyak ötenazi uygulanmıştır. Ratlardan alınan serum örnekleri ile ER stres parametreleri, testosteron, kaspaz 3 ve oksidatif stres parametreleri düzeyleri analiz edilmiştir. Alınan sağ testis dokusu histopatolojik incelemeyle değerlendirilmiş ve Johnsen skorlaması hesaplanmış; sol testis dokusundan ise oksidan/antioksidan parametreler çalışılmıştır. 
Bulgular: Oksidatif stres ve lipid peroksidasyonu belirteçlerinden doku MDA seviyesinin torsiyon gruplarında arttığı ancak hesperidin tedavisinin MDA artışını engelleme üzerine bir etkisinin olmadığı görülmüştür. Antioksidan durum belirteçlerinden doku SOD, GSH-Px ve katalaz düzeyleri değerlendirildiğinde hesperidin tedavisinin katalaz düzeyi üzerinde anlamlı yüksekliğe sahip olduğu görülürken SOD ve GSH-Px düzeylerinde hesperidin gruplarında azalma daha belirgin olarak görülmüştür. Ratların serum ATF6 ve GRP78 değerleri incelendiği zaman gruplar arasında istatistiksel anlamlı bir farklılık izlenmemesine rağmen ATF6 değerleri incelendiğinde hesperidin alan grupların daha düşük değerlere sahip olduğu gözlenmiştir. Serum kaspaz-3 değerleri incelendiğinde istatistiksel olarak anlamlı olmamasına rağmen, T/D grubunun kaspaz-3 değerlerinin en yüksek olduğu ve T/D+Hesperidin grubunda kaspaz-3 değerlerinin düştüğü gözlenmiştir. Kontrol grubu ile T/D grubu karşılaştırıldığında, T/D grubunda istatistiksel olarak anlamlı olmasa da kan testosteron düzeylerinde düşüş izlenmiştir. Yine T/D ve T/D+hesperidin grupları karşılaştırıldığında istatistiksel olarak anlamlı olmasa da hesperidin verilen torsiyon grubunda testosteron seviyesindeki azalmanın daha düşük olduğu gözlenmiştir. Testis biyopsisi yapılan çalışmada, Johnsen skorları değerlendirildiğinde, T/D grubunun kontrol grubuna kıyasla istatistiksel olarak daha düşük bir skora sahip olduğu tespit edilmiştir. Hesperidin grupları kontrol grubuna göre germinal epitel hücreleri açısından incelendiğinde tübül epitelinin bütünlüğünün bozulmadığı ve lümende spermatozoonlarla birlikte hücrelerin normal görünümde olduğu izlenmiştir.
Sonuç: Hesperidinin testis torsiyonu sonrası gelişen oksidatif stres ve antioksidan durum üzerinde MDA, SOD ve GSH-Px seviyelerine etki etmediği ancak katalaz düzeyleri üzerine olumlu etkilerinin olduğu görülmüştür. ER stres belirteçlerinden ATF6 düzeylerinin hesperidin alan gruplarda istatistiksel anlamlılık bulunmamakla birlikte daha düşük olduğu gözlenmiştir. Testosteron sentezinin torsiyon gruplarında azaldığı ve hesperidinin bu azalmayı azalttığı görülmüştür. Benzer şekilde kaspaz 3 düzeylerinin istatistiksel anlamlılık bulunmasa da torsiyon gruplarında arttığı, hesperidinin bu artışı azalttığı görülmüştür. Histopatolojik değerlendirmede torsiyon sonrası Johnsen skorunun düştüğü, hesperidin alan gruplarda tübül epitelinin bütünlüğünün bozulmadığı ve lümende spermatozoonlarla birlikte hücrelerin normal görünümde olduğu izlenerek Johnsen skorlarının yükseldiği görülmüştür. Bu sonuçlar hesperidinin torsiyon ve detorsiyona bağlı gelişen testisteki histopatolojik değişikliklere ve bunun sonucunda görülen spermatogenezdeki bozulmaya karşı kullanılabilecek olası bir koruyucu ajan olabileceğini göstermektedir.
Anahtar Sözcükler: 	Testis torsiyonu, Hesperidin, ER stresi, Oksidatif stres, Germ hücre apoptozu

Abstract:
Aim: Testicular torsion, which occurs when the testicle fails to attach adequately to the surrounding tissue and rotates around itself, and detorsion procedure causes ischemia/reperfusion (I/R) damage to the testicular tissue. The endoplasmic reticulum (ER) is a very important cellular organelle involved in maintaining intracellular protein homeostasis and oxidative stress causes a response called "ER stress" in pathological conditions such as ischemia/reperfusion (I/R) injury. Due to this stress, apoptosis occurs in cells, which leads to germ cell loss and infertility. In this study, we aimed to investigate the possible protective effects of hesperidin, a member of the flavonoid family, which has recently been shown to reduce ER stress and has anti-inflammatory, antioxidative and anticancer effects in various studies, on oxidative stress, ER stress, steroid hormone synthesis and germ cell apoptosis in testicular torsion and detorsion.
Materials and methods: In the study, 36 male Wistar-Albino rats (12 weeks old) were randomized. 4 different groups were formed. Rats were randomized into group I (control group), group II (torsion/detorsion group), group III (hesperidin group) and group IV (torsion/detorsion and hesperidin groups). Rats except Group I and Group II were given hesperidin orally once a day for 7 days. On the 7th day of the study, bilateral testicular torsion model was created by performing 7200 rotations to the rats in the other groups except Group I and Group III. After 4 hours of torsion, the testes were detorsiated and 4 hours after detorsion, the rats were orchiectomized bilaterally and euthanized intracardiacly. Serum samples obtained from the rats were analyzed for ER stress parameters, testosterone, caspase 3 and oxidative stress parameters.  The right testicular tissue was evaluated by histopathologic examination and Johnsen scoring was calculated; oxidative parameters were analyzed in the left testicular tissue. 
Results: It was observed that tissue MDA level, one of the markers of oxidative stress and lipid peroxidation, increased in the torsion groups, but hesperidin treatment had no effect on the prevention of MDA increase. When tissue SOD, GSH-Px and catalase levels, which are among the markers of antioxidant status, were evaluated, it was observed that hesperidin treatment had a significant increase in catalase level, while the decrease in SOD and GSH-Px levels was more pronounced in hesperidin groups. When serum ATF6 and GRP78 values of the rats were analyzed, no statistically significant difference was observed between the groups, but when ATF6 values were analyzed, it was observed that the groups receiving hesperidin had lower values. While the serum caspase-3 levels did not show statistical significance, it was noted that the T/D group exhibited the highest caspase-3 values, whereas there was a reduction in caspase-3 levels in the T/D+Hesperidin group. When the control group was compared with the T/D group, a decrease in blood testosterone levels was observed in the T/D group, although not statistically significant. Again, when the T/D and T/D+hesperidin groups were compared, it was observed that the decrease in testosterone levels was lower in the hesperidin-treated torsion group, although not statistically significant. When Johnsen scoring was evaluated in the testicular biopsy study, the T/D group was found to have a statistically significantly lower Johnsen score than the control group.When the hesperidin groups were examined in terms of germinal epithelial cells compared to the control group, it was observed that the integrity of the tubule epithelium was not disrupted and the cells with spermatozoa in the lumen had a normal appearance.
Conclusion: Hesperidin had no effect on MDA, SOD and GSH-Px levels but had positive effects on catalase levels on oxidative stress and antioxidant status after testicular torsion. ATF6 levels, one of the ER stress markers, were observed to be lower in the groups receiving hesperidin, although there was no statistical significance. It was observed that testosterone synthesis decreased in torsion groups and hesperidin decreased this reduction. Similarly, caspase 3 levels increased in the torsion groups, although statistical significance was not found, and hesperidine decreased this elevation. In histopathologic evaluation, it was observed that Johnsen score decreased after torsion, the integrity of the tubule epithelium was not disrupted in the groups receiving hesperidin and the cells with spermatozoa in the lumen had a normal appearance and Johnsen scores increased. These results suggest that hesperidin may be a possible protective agent against histopathologic changes in the testis due to torsion and detorsion and the resulting deterioration in spermatogenesis.
Keywords: 	ER stress, Germ cell apoptosis, Hesperidin, Oxidative stress, Testicular torsion